Исследователи из Weill Cornell Medicine сделали важный шаг в разработке более эффективных вакцин против туберкулеза (ТБ), создав два штамма микобактерий с «системами самоуничтожения». Эти штаммы могут быть активированы для прекращения своей жизнедеятельности после того, как стимулируют иммунный ответ организма. Результаты двух доклинических исследований, опубликованные 10 января в журнале Nature Microbiology, открывают новые возможности для создания безопасных бактерий, которые могут быть использованы в контролируемых испытаниях на людях или в качестве улучшенных вакцин.
Туберкулез остается одной из самых смертоносных инфекций в мире, ежегодно унося жизни более миллиона человек. Mycobacterium tuberculosis, возбудитель заболевания, легко передается по воздуху и может вызывать хроническую инфекцию в легких, которая перерастает в опасное респираторное заболевание. Существующая вакцина БЦЖ, созданная на основе ослабленного штамма Mycobacterium bovis, используется уже более века, но ее эффективность ограничена.
«БЦЖ защищает детей от туберкулезного менингита, но не обеспечивает надежной защиты взрослых от легочного туберкулеза, поэтому ее применяют только в странах с высокой заболеваемостью«, — объяснил доктор Дирк Шнаппингер, профессор микробиологии и иммунологии в Weill Cornell Medicine и один из авторов исследований.
Ранее ученые из Университета Питтсбурга и Национального института здравоохранения США обнаружили, что введение высоких доз вакцины БЦЖ внутривенно, а не подкожно, как это обычно делается, лучше защищает взрослых макак от легочной инфекции. Однако такой метод требует повышения безопасности вакцины.
Создание более безопасной вакцины
В одном из новых исследований команда разработала модифицированный штамм БЦЖ, который стимулирует иммунный ответ, но при этом может быть «выключен» с помощью специального механизма. Ученые использовали лизины — ферменты, кодируемые вирусами, которые могут инфицировать БЦЖ и вызывать самоуничтожение бактерий. С помощью молекулярной инженерии они поместили два гена лизинов под контроль регуляторов, активируемых антибиотиком. Добавление или отмена антибиотика позволяет «включать» или «выключать» бактерии.
«Лизины были известны, но их использование в качестве «систем самоуничтожения» ранее не применялось«, — отметила доктор Сабина Эрт, профессор микробиологии и иммунологии в Weill Cornell Medicine и соавтор исследований.
В экспериментах на макаках модифицированная вакцина вводилась внутривенно в высоких дозах. После отмены антибиотика бактерии самоуничтожались, высвобождая антигены, которые дополнительно стимулировали иммунную систему животных. Это привело к мощному иммунному ответу, защитившему макак от последующего заражения туберкулезом.
Ускорение разработки вакцин
Несмотря на многообещающие результаты, доклинические испытания требуют много времени и ресурсов. «Туберкулез развивается медленно, и только у небольшой части инфицированных людей проявляются симптомы. Это делает клинические испытания длительными и дорогостоящими«, — пояснил доктор Шнаппингер.
Во втором исследовании команда совместно с учеными из Гарвардской школы общественного здравоохранения разработала штамм M. tuberculosis с тройной системой самоуничтожения. Этот штамм использует три независимых молекулярных механизма для уничтожения бактерий, что делает его безопасным даже для использования в контролируемых испытаниях на людях.
Сейчас ученые проводят дополнительные тесты на мышах и приматах, чтобы подтвердить надежность системы. Их цель — использовать новый штамм в испытаниях новых вакцин на людях. «Мы работаем с одним из самых успешных патогенов в истории человечества, поэтому безопасность является нашим главным приоритетом«, — подчеркнул доктор Шнаппингер.
Разработка самоуничтожающихся бактерий открывает новые перспективы в борьбе с туберкулезом, предлагая более безопасные и эффективные методы создания вакцин.
Читайте все последние новости здоровья и медицины на New-Science.ru
