Автор AZoNano 14 октября 2020 г.

Для борьбы с умными паразитами необходимы умные вакцины, которые могут вызвать критические иммунные реакции. Исследовательская группа из Чикагского университета нашла новый способ сделать это. Эти эксперты, специалисты по токсоплазмозу и лидеры в разработке вакцин, сосредоточили свое внимание на одной из наиболее частых паразитарных инфекций человека.

Паразит Toxoplasma gondii может вызывать пожизненную инфекцию. Он обитает в мозгу (а иногда и в глазах) примерно 30 процентов всех людей. Когда кто-то пьет зараженную воду, ест зараженное недоваренное мясо или подвергается воздействию этих паразитов в почве, это может привести к длительному ущербу. Инфекция от нераспознанного воздействия этого микроскопического паразита может повредить глаза, повредить мозг и, в некоторых случаях, привести к смерти. Токсоплазмоз, по данным CDC, является второй по частоте причиной смерти, связанной с пищевыми продуктами, в США.

Эти паразиты имеют тенденцию атаковать нерожденных младенцев, новорожденных, детей и взрослых. В то время как большинство здоровых взрослых, подвергшихся воздействию паразита, никогда не испытывают серьезных симптомов, спящие, нераспознанные, тлеющие инфекции могут возникать спустя годы у пациентов с ослабленным иммунитетом. В настоящее время не существует вакцины для защиты людей от этой инфекции.

«Нам срочно нужна вакцина, а также новые и лучшие лекарства для предотвращения и лечения этой инфекции», – сказала старший автор исследования, Римма МакЛеод, доктор медицины, профессор офтальмологии и визуальных наук и Педиатрия в Чикагском университете и ведущий специалист по токсоплазмозу.

«Миллионы людей страдают от этих инфекций», – сказал МакЛеод. Эти запущенные инфекции часто обнаруживаются слишком поздно, чтобы предотвратить необратимые повреждения, и некоторые пациенты умирают, если инфекция не лечится. До сих пор не было вакцины для людей, и ни одно известное клиническое лекарство не могло устранить хроническую инцистированную форму токсоплазмы.

В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports (Nature) исследовательская группа представила умный «иммуносенсорный» подход – использование самоорганизующихся белковых наночастиц (SAPN). Они были разработаны для усиления каждого компонента иммунной системы. Цель – защитить людей от этого распространенного, вредного, а иногда и смертельного паразита. «Разработка и характеристика нового самоорганизующегося белка для пептидной вакцины токсоплазмы у трансгенных мышей HLA-A * 11: 01, HLA-A * 02: 01 и HLA-B * 07: 02» было опубликовано в Интернете 12 октября , 2020.

Команда использовала клеточные и мышиные модели. Эти мышиные модели содержат гены иммунного ответа человека, имитирующие, как люди могут бороться с инфекцией. Каркас SAPN служит стимулом, усиливая врожденный иммунный ответ и доставляя компоненты вакцины к соответствующим клеткам-мишеням.

«Особенно важно, – сказал МакЛеод, – эти новые SAPN были спроектированы так, чтобы иметь размер, форму и способность вызывать иммунный ответ против Toxoplasma gondii. Это вызывает защитный эффект».

Подход команды был быстро принят другими исследователями. Продолжается работа по иммунизации против герпетической болезни глаз, SARS-CoV-2 (COVID19), вирусов ВИЧ, малярии и гриппа.

Исследователи обнаружили, что их каркас SAPN может надежно складываться в стабильную форму. Поскольку иммунная система воспринимает его как чужеродного захватчика, стимулирующего защитный иммунный ответ, каркас может включать компоненты, которые стимулируют иммунный ответ против генетических вариантов паразита.

Это может быть адаптировано для людей с разным генетическим происхождением. Вакцина становится мультисистемным оружием наведения. Исследователи назвали свое новое оружие «ToxAll». Они описывают ее как «мультиэпитопную, многофункциональную нано-вакцину против токсоплазмоза»

Он содержит важные компоненты, стимулирующие иммунитет, смешанные с адъювантом, известным как GLA-SE, который, по-видимому, является мощным и безопасным для людей. Этот тип вакцины, в состав которой входят компоненты плазмодиев, уже был протестирован на приматах на предмет малярии и сейчас внедряется в клинику.

Предыдущие инфекции T.gondii до беременности могут защитить беременную женщину от передачи инфекции ее будущему ребенку. Но когда мать впервые заразится инфекцией во время беременности – до того, как ее организм сможет выработать иммунный ответ – паразит может нанести значительный вред нерожденному ребенку.

Исследователи впервые создали живую аттенуированную вакцину, которая может защитить мышей от токсоплазмоза. Предшествующее естественное заражение человека может обеспечить защиту, а живые вакцины могут защитить мышей. Однако эти живые вакцины могут вызывать проблемы с безопасностью.

ToxAll была создана как синтетическая вакцина, которая могла стимулировать сигналы опасности, предупреждая иммунную систему о необходимости сосредоточиться на иностранных захватчиках. Важнейшей частью процесса является создание конструкции с нужными свойствами, сборка частиц в предсказуемые формы, напоминающие вирусы, а затем предоставление фрагментам компонентов паразита возможности обучать «адаптивную память» иммунной системы. Это создает длительный иммунный ответ, включая антитела и защитные Т-лимфоциты.

Защита с помощью полного SAPN на данный момент еще не доступна, "но разрабатывается с многообещающими результатами", – сказал МакЛеод. Команда работает над расширением использования дополнительных фрагментов паразита. Они надеются создать вакцину следующего поколения, которая могла бы обеспечить длительный иммунитет против токсоплазмоза – вакцину, которая могла бы предложить новую, безопасную синтетическую вакцину для предотвращения этого заболевания.

Следующим шагом является разработка вакцин как части «инструментария», который также включает новые лекарства и новое использование старых лекарств для профилактики и лечения токсоплазмоза. Команда применила свой клинический и лабораторный опыт, чтобы понять инфекцию и разработать способы ее предотвращения, используя иммунологию, генетику, биоинформатику и системную биологию для разработки и улучшения вакцины, чтобы убедиться, что она может помочь людям во всем мире.

«Теперь мы думаем, что выходим на следующий этап», – сказал МакЛеод. «Наш набор инструментов может быть разработан для профилактики и лечения инфекций T. gondii и P. falciparum у человека». Этот подход к вакцинам, добавила она, «может генерировать врожденный иммунитет, клеточно-опосредованный адаптивный иммунитет и нейтрализующие хозяина антитела, которые имеют решающее значение для защиты от различных патогенов».

В команду МакЛеода входят Камаль Биссати и Ин Чжоу. Петер Буркхард, изобретатель строительных лесов SAPN, возглавлял команду в Швейцарии. Дополнительные исследователи были из Исследовательского института инфекционных заболеваний в Сиэтле, где они сделали GLA-SE. Исследователи из Института аллергии и иммунологии Ла-Хойи, Paxvax, HTD Biosystems и Медицинского центра Уолтера Рида также внесли свой вклад вместе с сотрудниками в Стратклайде, Шотландия; Массачусетский технологический институт; и лабораторию Хаббелла / Шварца в Чикагском университете. Команды работали вместе, чтобы определить, как вакцина вызывает иммунный ответ на паразитов, прежде чем они смогут заразить человека. Ученые из Сан-Диего Джефф Александр, Джон Сидни и Алессандро Сетте также сотрудничали в этой работе, создав модели мышей со специфическими человеческими генами, критически важными для создания вакцины для человека.

Источник: http://www.uchospitals.edu/