Бактерия Staphylococcus epidermidis может лечь в основу создания вакцин нового поколения
Ученые из США предложили заменить инъекционные вакцины топической формой — кремом, наносимым на кожу. «Мы все ненавидим уколы — все, — говорит профессор биоинженерии Майкл Фишбах, руководитель исследования. — Я не нашел ни одного человека, которому бы не понравилась идея заменить укол кремом». Фишбах и его коллеги показали, что коммунальных бактерий кожного покрова человека можно использовать для создания вакцин нового поколения.
Staphylococcus epidermidis — микроорганизм, колонизирующий кожу человека. Эта бактерия индуцирует «упреждающий» иммунный ответ, который препятствует развитию инфекции в будущем, при этом важная роль в этом процесса отводится CD8+ T-лимфоцитам. Авторы статьи задались вопросом, участвуют ли в данном типе иммунного ответа также B-клетки. Они наносили на кожу головы ранее неиммунизированным мышам S. epidermidis, а через шесть недель измеряли уровень антител к этой бактерии в сыворотке крови. Иммуноферментный анализ выявил возрастание специфичных IgG в ответ на колонизацию кожи головы бактериями.
Исследователи также проверили, присутствует ли у человека аналогичный консервативный B-клеточный ответ. Анализ показал, что у людей, чья кожа была колонизирована S. epidermidis, в крови присутствовали высокие титры антител против этого микроорганизма. Схожий результат получили на макаках-резусах.
Используя мутантные штаммы S. epidermidis, лишенные тех или иных поверхностных молекул, авторы работы установили, что основной мишенью антител служит белок Aap, который помогает бактерии формировать биопленки. Именно этот белок ученые применили, чтобы перенаправить B-клеточный ответ и «превратить» комменсальных бактерий в поверхностную вакцину. В качестве иммуногена они выбрали C-концевой фрагмент столбнячного токсина — нетоксичный участок этого белка, способный стимулировать выработку антител. Его экспрессировали на поверхности бактерий в нескольких вариантах, чтобы определить, какие из них приведут к выработке «упреждающих» антител. Найдя такую версию, ученые показали, что антитела обеспечивают защиту организма от своей мишени. Мышам, которые шесть недель жили с модифицированными S. epidermidis на коже, вводили летальную дозу столбнячного токсина, однако животные не погибали после инъекции.
Главное ограничение такого подхода — необходимость экспрессировать функциональный иммуноген в клетках бактерии. Этого тяжело добиться для крупных и гликозилированных вирусных антигенов. Чтобы решить возникшую проблему, ученые разработали альтернативный подход — экспрессировать и очищать рекомбинантный иммуноген отдельно (например, в клетке млекопитающего) и затем прикреплять его к поверхности S. epidermidis. Они воспользовались для этого SpyCatcher/SpyTag — системой необратимой конъюгации рекомбинантных белков. Подход также протестировали на фрагменте столбнячного токсина, который сшивали с Aap уже после экспрессии. Бактерии, покрытые таким рекомбинантным белком, также вызывали иммунный ответ у мышей и защищали их от гибели при введении полноразмерного токсина.
Работа продемонстрировала, что иммунный ответ на комменсальную бактерию кожи можно перенаправить, чтобы создать новую форму безынъекционной вакцинации, — по крайней мере, у мышей. Авторы планируют проведение дальнейшних исследований данной технологии вакцинации на нечеловеческих приматах.
Источник: https://pcr.news/novosti/iz-kozhnoy-bakterii-mozhno-sdelat-bezynektsionnuyu-vaktsinu/