Американские исследователи разработали новый способ вакцинации против бактериальных токсинов, основанный на их инкапсуляции в гибридные наночастицы. Такой подход не требует физической или химической модификации токсина для того, чтобы сделать токсин безопасным прежде, чем вводить его пациенту.

В результате новая система вакцинирования приобретает важное преимущество перед существующими, поскольку измененение естественных свойств токсина может изменить ключевые структурные характеристики, которые иммунная система использует для распознавания токсина при его повторных атаках.

Исследовательская группа под руководством Лянфан Чжан (Liangfang Zhang) из Университета Калифорнии в Сан-Диего создала новую вакцину, использовав следующую технику получения наночастиц – покрытием мембраны красных кровяных телец пленкой из полигликолевой кислоты.

Затем исследователи подвергали частицы действию синтетического токсина α-гемолизина (α-haemolysin), аналогичным по строению токсину, вырабатываемому золотистым стафилококком Staphylococcus aureus. Белки токсина оказываются инкапсулированными в нанооболочку. Эксперименты на мышах показали, что сложное соединение токсин-наночастица не наносит вред организму, но вызывает отклик вызывает иммунную реакцию и защищает мышей от последующего воздействия токсина.

Гибридная наночастица надежно удерживает токсин, вместе с тем позволяя организму защищать себя от последующих инфекций.

Чжан говорит, что токсин, инкапсулированный в оболочке наночастицы, по сути дела является «запертым» и уже не может взаимодействовать с мембранами живых клеток. Внутри организма мыши частицы захватываются специализированными иммунными клетками. По мере переработки гибридных наночастиц организмом клетки иммунной системы перерабатывают информацию о токсине и затем обнаруживают его обломки, позволяя иммунной системе запомнить этот контакт с токсином, чтобы в дальнейшем дать возможность иммунной системе побороться с инфекцией.

Чжан подчеркивает, что эксперименты продемонстрировали большую эффективность новой вакцины в сравнении с обычными вакцинами, в создании которых используется денатурированный токсин. Чжан предполагает, что схожие порообразующие токсины других бактерий также можно будет доставлять в организм с помощью наночастиц, покрытых мембраной.

Проведенное учеными исследование впечатлило экспертов в этой области, несмотря на то, они и отметили потенциально возможные недостатки. Джеймс Мун (James Moon) из Мичиганского университета в США говорит, что работа является многообещающим подходом для увеличения иммуногенности и эффективности бактериальных антитоксиновых вакцин, которая в то же время минимизирует потенциально опасные последствия, связанные с вирулентностью анатоксинов. Однако Мун добавляет, что еще не известно сможет ли эта вакцина с наночастицами вызывать безопасную иммунную реакцию на анатоксин без формирования аутоиммунной реакции к красным кровяным тельцам, особенно когда они входят в рецептуру с вспомогательными лекарственными веществами вакцины в дальнейших клинических испытаниях.

Энтони Грегори (Anthony Gregory) из Эксетерского университета в Великобритании говорит, что на его взгляд Управление США по пищевым продуктам и лекарственным веществам будет довольно неохотно выдавать разрешение на вакцину, содержащую неизмененный токсин для вакцинации человека. Тем не менее, Грегори считает, что представленная исследователями работа интересна. Но, по мнению Грегори, работа больше рассказывает о наночастицах как средстве доставки вакцины, нежели о фактической вакцине, которую исследователи тестировали.