Легко распространяясь по воздуху, микобактерия туберкулеза может вызвать хроническую инфекцию в легких человека, которая может перерасти в смертельное респираторное заболевание, от которого ежегодно умирает более миллиона человек во всем мире. Фото: Shutterstock
Работая над созданием более эффективных вакцин против туберкулеза (ТБ), исследователи из Weill Cornell Medicine разработали два штамма микобактерий с «выключателями», которые могут быть активированы для уничтожения бактерий после того, как они активируют иммунный ответ. В двух доклинических исследованиях, решается задача создания бактерий, безопасных для использования в контролируемых исследованиях на людях или в качестве более совершенных вакцин. Хотя в большинстве развитых стран туберкулез находится под контролем, эта болезнь по-прежнему убивает более миллиона человек в год во всем мире.
Легко распространяясь по воздуху, микобактерии туберкулеза могут вызвать хроническую инфекцию в легких человека, которая может перерасти в смертельное респираторное заболевание. Безопасная вакцина под названием БЦЖ, состоящая из ослабленного штамма близкородственной микобактерии крупного рогатого скота, доступна уже более ста лет, но ее эффективность ограничена.
БЦЖ защищает детей от туберкулезного менингита, но она неэффективно защищает взрослых от туберкулеза легких, поэтому она используется только в странах с высоким уровнем заболеваемости.
Однако сотрудники Питтсбургского университета и Центра исследований вакцин Национального института здравоохранения ранее обнаружили, что введение высоких доз вакцины БЦЖ непосредственно в вены, вместо обычного введения под кожу, лучше защищает взрослых макак от легочной инфекции.
Создание более совершенной вакцины
В одной из новых работ команда исследователей стремилась сделать эту внутривенную инъекцию в высоких дозах более безопасной, не нарушая способности вакцины стимулировать сильный иммунный ответ.
Протестировав около 20 различных стратегий, исследователи обнаружили, что лизины, ферменты, кодируемые вирусами, которые могут инфицировать БЦЖ, вызывают самоуничтожение бактерий. Используя хитроумные методы молекулярной инженерии, они поместили два разных гена лизина под контроль генов-регуляторов, которые реагируют на антибиотик. Добавляя или убирая антибиотик, они могли бы затем отключить его.
С помощью недавно разработанной вакцины БЦЖ исследователи вводили высокие дозы вакцины внутривенно макакам, получавшим антибиотики. Когда они прекратили прием антибиотика, сработал защитный механизм, быстро положивший конец инфекции. Саморазрушающиеся бактерии выделили антигены, которые еще больше стимулировали иммунную систему животных. Результатом стал мощный иммунный ответ, который защитил обезьян от последующих легочных инфекций, вызванных M. tuberculosis.
Несмотря на многообещающие доклинические результаты, оценка эффективности вакцинации на самом деле требует много времени, и для ее тестирования требуется много людей. Туберкулез развивается медленно и только у небольшой части инфицированных. Такие масштабные и длительные клинические испытания могут стоить сотни миллионов долларов, что является серьезным препятствием на пути создания новых вакцин. Острая потребность в эффективной противотуберкулезной вакцине побудила исследователей искать инновационные способы ускорения разработки вакцин.
Ответ на вызов
Вторая работа команды, подготовленная в сотрудничестве с исследователями из Гарвардской школы общественного здравоохранения имени Т.Х. Чана, представляет собой попытку сделать возможными клинические испытания — разработку чрезвычайно безопасных штаммов бактерий туберкулеза, которые могут быть использованы в контролируемых исследованиях инфекций у людей. Они вывели штамм M. tuberculosis, содержащий тройной механизм уничтожения, который использует три независимых молекулярных механизма для уничтожения бактерий. Даже у мышей с сильно ослабленным иммунитетом этот механизм позволил исследователям остановить инфекцию по сигналу, и ни одна из обнаруживаемых бактерий не выжила.
Сейчас они проводят дополнительные тесты на мышах и приматах, отличных от человека, чтобы подтвердить надежность системы с целью использования нового штамма в клинических испытаниях новых вакцин на людях. Работники начинают с разработки одного из самых успешных в истории патогенов для человека, поэтому они хорошо осведомлены о проблемах безопасности, и эта задача должна быть решена на самом высоком уровне.
Источник: исследователи из Weill Cornell Medicine
