Один назальный спрей против гриппа, COVID и пневмонии? Вот что разработали ученые

Исследователи из Стэнфордского университета разработали экспериментальную вакцину в форме назального спрея, которая защищает сразу от нескольких вирусов, бактерий и аллергенов. Новый подход протестирован на животных. Как это удалось, объясняет SciTechDaily.

Иллюстративный снимок. Источник: TEK IMAGE / SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images

На протяжении более двухсот лет вакцинология базировалась на принципе антигенной специфичности. Это означает, что каждая прививка готовит иммунитет к встрече с конкретным возбудителем, например, с определенным штаммом гриппа или коронавируса. Однако эта стратегия имеет существенный недостаток: вирусы постоянно мутируют, изменяя свою структуру, что требует регулярного обновления вакцин и повторных прививок.

Ученые из Стэнфордского университета решили отойти от традиционной модели и сосредоточились на создании механизма защиты легких, который не зависит от конкретного вида патогена.

Основа новой разработки — в активации и взаимодействии двух частей иммунной системы: врожденной и адаптивной (приобретенной). Большинство вакцин стимулирует прежде всего адаптивный иммунитет. Он вырабатывает специфическую защиту — антитела и Т-клетки, которые распознают конкретные патогены и могут сохранять «память» о них на протяжении лет.

Врожденный иммунитет обычно действует быстро, но кратковременно, обеспечивая первую линию защиты организма. Однако ученые давно подозревали, что иногда он может сохраняться дольше. 

Одной из подсказок является вакцина БЦЖ против туберкулеза, которую ежегодно получают около 100 миллионов младенцев. Исследования показали, что эта вакцина может снизить детскую смертность от инфекций, не связанных с туберкулезом. Однако механизм этой кросс-защиты оставался непонятным.

В исследовании, опубликованном в 2023 году, ученые выяснили, как может возникать такая широкая защита. В экспериментах на мышах оказалось, что Т-клетки, которые перемещаются в легкие во время адаптивного иммунного ответа, с помощью белка цитокина подают сигналы, поддерживающие клетки врожденного иммунитета в активном состоянии. Обычно активация врожденного иммунитета длится несколько дней или неделю, но благодаря цитокинам Т-клеток она могла продолжаться до трех месяцев.

Экспериментальная вакцина, получившая название GLA-3M-052-LS+OVA, содержит вещества, имитирующие сигналы активации иммунных клеток, а также белок куриного яйца овальбумин (OVA), который привлекает Т-клетки в легкие и поддерживает продолжительную иммунную реакцию.

Во время экспериментов мышам вводили вакцину через нос в виде капель. После трех доз, сделанных с интервалом в неделю, животные получали устойчивую защиту от SARS-CoV-2 и других коронавирусов как минимум на три месяца.

У вакцинированных мышей количество вируса в легких было примерно в 700 раз меньше, чем у невакцинированных, и все животные выживали.

Исследователи объясняют это «двойным» механизмом защиты: продолжительная активация врожденного иммунитета резко снижает количество вируса, а, если инфекция все же прорывается через этот барьер, приобретенный иммунитет очень быстро запускает специфический ответ. У вакцинированных животных он возникает уже через три дня, тогда как у непривитых на это требуется около двух недель.

После экспериментов с вирусами исследователи испытали вакцину и на бактериальных инфекциях дыхательных путей. Оказалось, что она также защищает от Staphylococcus aureus и Acinetobacter baumannii — бактерий, которые часто вызывают тяжелые больничные пневмонии. Охранный эффект сохранялся примерно три месяца.

Еще одним неожиданным результатом стало воздействие вакцины на аллергические реакции. В экспериментах с белком пылевых клещей, который обычно вызывает аллергическую астму, у вакцинированных мышей была значительно более слабая иммунная реакция (так называемый ответ типа Th2). Их дыхательные пути оставались чистыми от слизи даже после контакта с аллергеном.

Следующим этапом станут клинические испытания на людях, которые начнутся с исследования безопасности. Если результаты подтвердятся, в будущем назальная вакцина может заменить несколько сезонных прививок и стать дополнительной защитой от новых вирусов, способных вызвать пандемии. По оценкам исследователей, при наличии необходимого финансирования такая вакцина может появиться в медицинской практике через пять-семь лет.

Комментарии к статье