Изследователи са на път да помогнат на хората, които "мразят иглите" с ваксина, приложена директно като крем върху кожата, след скорошни успешни тестове.
Елиминирането не само на страха, но и на острата болка, свързани с инжекциите, е крайъгълен камък в областта на ваксините. Според екипа от Станфордския университет, който стои зад изследването, новият метод би намалил значително и разходите за производство на ваксина.
Какво има на кожата?
"Не съм намерил нито един човек, който да не харесва идеята, че е възможно инжекцията да се замени с крем", заявява водещият автор Майкъл Фишбах (Michael Fischbach).
Фишбах посочва, че човешката кожа е твърде суха и солена, за да е добра среда за повечето едноклетъчни организми. И все пак някои, като Staphylococcus epidermidis, все пак успяват да се справят с него.
"Тези микроби се намират във всеки космен фоликул на почти всеки човек на планетата", посочва Фишбах. Поради липсата на вредни ефекти, имунолозите отдавна пренебрегват колонизиращите кожата бактерии. Екипът на Фишбах обаче открива, че имунната система е по-агресивна срещу S. epidermidis, отколкото се смяташе досега.
Екипът на Фишбах разглежда производството на антитела, в центъра на имунния отговор. Антителата са протеини, предназначени да се придържат към микробите, възпрепятствайки способността им да се прикрепят към клетките или да пътуват през кръвния поток. За да бъдат ефективни, антителата трябва да бъдат силно насочени и съвместими само със специфичен вид или щам нашественик.
Повечето от съществуващите ваксини въвеждат неактивни вирусни проби в кръвния поток, за да генерират този имунен отговор, изграждайки резистентност, без да нараняват човека. Екипът се пита дали биха могли да развият подобен отговор чрез имунна реакция към чуждо образувание върху кожата, вместо в кръвния поток.
За мишките и микробите
Експериментът на екипа изследва дали животно, което обикновено не е влизало в контакт със S. epidermidis, ще получи реакция на антитела. Екипът на Фишбах натрива нормална мишка с разтвор, съдържащ S. epidermidis. През следващите шест седмици те вземат кръв, за да търсят признаци на антитела. Изследователите са изненадани да открият, че мишките не произвеждат някои антитела, но непрекъснато ги произвеждат във все по-големи и по-големи количества през шестте седмици. Реакцията на антителата е била дори по-силна от типичната инжектирана ваксинация. Отговорът е бил силен и конкретен.
"Изглежда, че същото нещо се случва естествено при хората", разказва Фишбах. "Взехме кръв от човешки донори и открихме, че техните циркулиращи нива на антитела, насочени към S. epidermidis, са толкова високи, колкото всичко, срещу което се ваксинираме рутинно. Нашият силен имунен отговор на тези коменсални (ненанасящи вреди) бактерии, шляещи се от другата страна на тази изключително важна антимикробна бариера, която наричаме наша кожа, изглежда няма смисъл".
Кожата се нуждае от подкрепа от имунната система, за да бъде ефективна. Фишбах нарича антителата "най-добрата ограда" срещу нашественици. Локалната S. epidermidis се различава от патогените в кръвния поток по това, че генерира превантивен отговор. Този отговор е да се подготвим за всяко разкъсване на кожата, което би допуснало S. epidermidis или всяка друга зараза.
Разработването на локална ваксина
Фишбах и неговият екип преминават към трансформирането на S. epidermidis в локална ваксина. Изследователите идентифицират Aap, протеин в S. epidermidis, като отговорен за стартирането на имунния отговор. Aap има голяма дървовидна структура, стърчаща от клетъчната стена на бактериите. Издатината се излага на контролни клетки, патрулиращи в тялото, което позволява на тези контролни клетки да върнат проба на други имунни клетки за създаване на ново антитяло. Тези антитела включват кръвни IgG антитела и IgA антитела, които се намират в слузта.
"Ние предизвикваме IgA в ноздрите на мишките", обяснява Фишбах. "Респираторните патогени, отговорни за обикновената настинка, грип и COVID-19, са склонни да проникват в тялото ни през ноздрите ни. Нормалните ваксини не могат да предотвратят това. Те започват работа само след като патогенът попадне в кръвта. Би било много по-добре да го спрем да попадне там."
След като се фокусира в Aap, екипът го манипулира чрез генно инженерство. Те въвеждат генетичния код за дървовидния придатък Aap от силно токсичен тетанус в проба от S. epidermidis, което води до безвреден протеин, моделиран като опасен патоген. Това ще позволи ли на мишките да развият ефективен имунен отговор срещу истински тетанус?
Успешно тестване на ваксината
Екипът на Фишбах повтаря по-ранния си експеримент, използвайки непроменен S. epidermidis, но добавя втора група, намазана с прилагания биоинженерен, кодиран срещу тетанус S. epidermidis, образци от които са прилагани в продължение на шест седмици. При мишките, на които са нанесли инженерния тетанусен патоген, развиват високи нива на антитела за тази целева бактерия. В края на експеримента екипът инжектира мишки от двете групи със смъртоносни количества тетанус. Само ваксинираните срещу тетанус мишки оцеляват.
След това екипът на Фишбах стартира друг кръг експерименти, фокусиран върху дифтерия вместо тетанус, което отново води до успешно генериране на целевите антитела. Само с две или три приложения на локалната ваксина, мишките развиват животоспасяващ отговор на антитела.
По-нататъшните промени в методологията на екипа за производство на ваксина доказват, че повишават ефективността. Екипът създава фрагмент от тетанус в биореактор и го прикрепва химически към Aap така, че да осее повърхността на S. epidermidis. Първоначално екипът е смятал, че това ще бъде по-малко ефективен метод, тъй като бактериите се делят и токсинът се разрежда, но се оказва вярно обратното. Тази алтернативна конструкция се оказа достатъчно силна, за да накара мишките да развият защита срещу шест пъти по-високо ниво от смъртоносна граница за тетанус.
"Знаем, че работи при мишки", заявява Фишбах. "След това трябва да покажем, че работи при маймуни."
Ако следващият кръг от изпитания се окаже успешен, Фишбах има за цел да започне клинични изпитания през следващите две или три години.
"Смятаме, че това ще работи за вируси, бактерии, гъбички и едноклетъчни паразити", отбелязва Фишбах. "Повечето ваксини имат съставки, които стимулират възпалителен отговор и ни карат да се чувстваме малко болни. Тези микроби не правят така. Очакваме, че изобщо няма да изпитате възпаление."
Справка: Bousbaine, D., Bauman, K.D., Chen, Y.E. et al. Discovery and engineering of the antibody response to a prominent skin commensal. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08489-4
Източник: “We All Hate Needles.” Researchers Hack Skin Bacterium to Replace Shots with Topical Cream, Ryan Whalen, thedebrief
Още по темата
Медицина
Смъртоносният вирус Марбург: Учените бързат да изпробват ваксини в епидемията
Медицина
Пациент, спонтанно излекувал се от хепатит С, може да вдъхнови ваксина
Животът
Пробив в биоинженерството: Тютюневи растения синтезират важна съставка за ваксините
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари