Новости химической науки > Вакцина с низким содержанием сахара и без белков

Вакцина от стрептококковой пневмонии с меньшим количеством углеводных фрагментов и без белков-антигенов не только может производиться с большей скоростью, чем вакцины, традиционно применяющиеся в клинической практике, но и может обеспечить индукцию гораздо более эффективного иммунного отклика, чем традиционные препараты.

На поверхности клеточной мембраны расположены углеводные фрагменты, при этом вирулентные микроорганизмы часто различаются углеводным составом мембран. Поскольку иммунная система способна распознавать углеводную «подпись» вызывающих инфекцию организмов, вакцины зачастую изготавливают с применением углеводов. Однако для достижения долговременного иммунного отклика необходимо также активировать и работу цитотоксических Т-лимфоцитов, что достигается за счет ковалентного связывания белков с углеводами, однако синтез таких вакцин представляет собой весьма сложную задачу.

Ингредиенты вакцины самоорганизуются в липосомы. (Рисунок из Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c3sc53471e)

Шенлу Ден (Shenglou Deng) с соавторами создали новую вакцину, применив два инновационных изменения – во-первых, вместо использования всего углевода, располагающегося на поверхности патогена, они использовали лишь его небольшой олигосахаридный фрагмент, а во-вторых, вместо того, чтобы связать этот олигосахарид с белком, они скомбинировали этот олигосахарид с липидом, который распознает только один тип Т-лимфоцитов – природный киллер T (natural killer T (NKT) cells). К ингредиентам вакцины также были добавлены две длинные липидные цепи.

Полученная система оказалась способной к самоорганизации, которую сами исследователи сравнили с самоорганизацией такого типа – мы складываем блоки Lego в мешочек, интенсивно трясем и получаем готовый замок. В данном случае кирпичики-липиды самоорганизовывались, формируя липосому – сферический двойной липидный слой. На поверхности такой липосомы располагался олигосахарид, ответственный за активацию иммунного отклика.

Помимо простоты изготовления, несомненным достоинством вакцины Дена является то, что для ее эффективного применения требуется гораздо меньшая дозировка, чем для работающих в настоящее время в клинической практике вакцин. Специалист по иммунологии Стивен Порцелли (Steven Porcelli) заявляет, что предложенный исследователями из группы Дена подход для создания безбелковой вакцины хорошо зарекомендовал себя при испытаниях на молодых здоровых мышах, организм которых быстро вырабатывал соответствующие антитела.

Высокий уровень антител IgG вырабатывался в организме мышей уже после первой инъекции липосомной вакцины. Для сравнения – для эффективности необходимо две инъекции клинически используемой вакцины Превнар (Prevnar); эта вакцина используется для защиты детей от пневмонии и пневмококкого менингита, при этом для полноценной защиты (в особенности в областях с высоким риском инфекции) рекомендуется четырехкратная инъекция «Превнара».

В дальнейших планах Дена разработка других липосомных вакцин, способных повысить иммунитет к действию других различных патогенов. Он полагает, что эта в этой области можно ожидать еще немалых достижений, так как к настоящему времени идентифицировано уже немало олигосахаридов, характерных для разных болезнетворных бактерий.

Источник: Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c3sc53471e

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #межмолекулярные взаимодействия, #супрамолекулярная химия