Peptydy to krótkie sekwencje białek. Organizmy zakaźne lub chorobotwórcze wykorzystują białka do budowy lub zjadliwości. Szczepionki peptydowe wykorzystują tylko część organizmu do wywołania odpowiedzi immunologicznej. Ten rodzaj szczepionki ma zastosowanie w immunizacji przeciwko organizmom zakaźnym, alergenom, a nawet nowotworom.
Układ odpornościowy na ogół rozpoznaje białka związane z określonym organizmem chorobotwórczym i kieruje go do zniszczenia. Te rozpoznawalne białka nazywane są antygenami. Tradycyjne szczepionki wykorzystują żywe lub zabite organizmy do wywołania odpowiedzi układu odpornościowego, aby organizm mógł w przyszłości rozpoznać obcą substancję.
Peptydy składają się z sekwencji aminokwasów, które są budulcem białek. Naukowiec najpierw identyfikuje części organizmu, takie jak grypa, które wywołują układ odpornościowy, a następnie ustala sekwencję antygenu. Następnie naukowiec może zbudować identyczny peptyd do fragmentu tego antygenu, który wywołuje najlepszą odpowiedź immunologiczną.
Szczepionki wywołują odpowiedź immunologiczną, gdy komórki układu odpornościowego organizmu wiążą się z nimi i reagują na nie. Szczepionki peptydowe nie stymulują tych komórek w dokładnie taki sam sposób, jak tradycyjna szczepionka. Na przykład szczepionka peptydowa nie powoduje, że komórka grasicy lub komórka T reaguje tak silnie, jak inne szczepionki. Aby temu przeciwdziałać, szczepionkę peptydową można związać z białkiem nośnikowym, aby poprawić interakcję komórkową. Naukowiec może przyjrzeć się sposobowi, w jaki receptory w komórkach przyłączają się do antygenu i syntetycznie tworzyć zbiór peptydów o nieco innych sekwencjach, aby wiązać się z jak największą liczbą komórek, zwiększając siłę odpowiedzi immunologicznej.
Szczepionki peptydowe mają kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi szczepionkami. Szczepionka jest tylko częścią organizmu zakaźnego, więc nie ma ryzyka ze strony innych czynników zjadliwości i reakcji na inne części organizmu. Peptydy są łatwo i tanio produkowane syntetycznie i nie ulegają łatwo rozkładowi. Problem ze szczepionkami peptydowymi polega na tym, że czasami antygenowość docelowego organizmu sprowadza się do trójwymiarowej struktury antygenu, która jest trudna do odtworzenia w laboratorium.
Wiele organizmów zakaźnych, takich jak grypa, jest bardzo zróżnicowanych, więc tradycyjna szczepionka może wymagać regularnej zmiany w celu zwalczania obecnego szczepu. Szczepionkę peptydową można wytworzyć ze stabilnych obszarów wirusa hiperzmiennego, aby wywrzeć wpływ na różne zmutowane szczepy. Szczepionki peptydowe mogą również zawierać szereg peptydów antygenowych, aby pokryć możliwie najszerszy zakres antygenów.
Szczepionka peptydowa ma również potencjalne zastosowanie w regulacji odpowiedzi immunologicznej na alergeny i choroby autoimmunologiczne, w których organizm omyłkowo atakuje własne komórki. Badano również szczepionki peptydowe przeciwko ludzkiemu wirusowi niedoboru odporności (HIV). Ten rodzaj szczepionki może mieć również zastosowanie w leczeniu raka, ponieważ peptydy mogą być tak zaprojektowane, aby wnikały do komórek nowotworowych, tak aby układ odpornościowy je rozpoznał i zniszczył.