Ученые разработали перспективный метод вакцины против рецидивирующих ИМП
Исследователи из Техасского университета в Далласе изучают использование цельноклеточных вакцин для борьбы с инфекциями мочевыводящих путей (ИМП) в рамках усилий по решению все более серьезной проблемы устойчивых к антибиотикам бактерий.
Доктор Николь Де Ниско и доктор Джеремайя Гассенсмит продемонстрировали использование металло-органических каркасов (MOF) для инкапсуляции и инактивации целых бактериальных клеток с целью создания «депо», позволяющего вакцинам дольше сохраняться в организме.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Nano, показало, что у мышей этот метод привел к существенно усиленной выработке антител и значительно более высокой выживаемости по сравнению со стандартными методами приготовления цельноклеточных вакцин.
«Вакцинация как терапевтический путь при рецидивирующих ИМП исследуется, потому что антибиотики больше не работают», — сказала Де Ниско. По оценкам Американской урологической ассоциации, ежегодно в мире происходит 150 миллионов случаев ИМП, на которые приходится 6 миллиардов долларов медицинских расходов.
«Каждая последующая инфекция становится труднее для лечения», — отметила Де Ниско. Ее продолжающееся исследование прогрессирования и рецидивов ИМП у пожилых женщин финансируется грантом Национальных институтов здоровья (NIH) на 1,3 миллиона долларов сроком на пять лет.
Вакцины работают, вводя в организм небольшое количество убитых или ослабленных болезнетворных микробов или некоторые их компоненты. Создание вакцин против патогенных бактерий изначально сложно, поскольку бактерии значительно крупнее и сложнее вирусов.
Следовательно, использование целой клетки предпочтительнее выбора лишь ее фрагмента. Однако у цельноклеточного подхода есть свои проблемы.
«Вакцины с использованием целых мертвых бактериальных клеток не были успешными, потому что клетки обычно не сохраняются в организме достаточно долго, чтобы вызвать долгосрочный, устойчивый иммунный ответ», — пояснил Гассенсмит. «В этом причина нашего депо антигенов на основе MOF: оно позволяет целой, мертвой патогенной клетке существовать в ткани дольше, как при инфекции, чтобы запустить полномасштабный иммунный ответ».
Разработанный командой Гассенсмита металло-органический каркас инкапсулирует и иммобилизует отдельную бактериальную клетку в кристаллической полимерной матрице, которая не только убивает бактерию, но и сохраняет и стабилизирует мертвую клетку от воздействия высокой температуры, влаги и органических растворителей.
В экспериментах исследователи использовали штамм Escherichia coli. Уропатогенная E. coli вызывает около 80% всех внебольничных ИМП.
«Когда мы подвергли этих вакцинированных мышей летальной инъекцией бактерий, почти все наши животные выжили, что является гораздо лучшим результатом, чем при традиционных подходах к вакцинации», — сказал Гассенсмит.
Хотя метод еще не тестировался на людях, по словам Де Ниско, он имеет потенциал помочь миллионам пациентов.
«Это исследование по ИМП было доказательством концепции, что цельноклеточные вакцины более эффективны в этой экстремальной, летальной модели сепсиса», — сказала Де Ниско. «Демонстрация того, что это работает против рецидивирующих ИМП, стала бы значительным прорывом».
Помимо рецидивирующих ИМП или уросепсиса, исследователи полагают, что метод депо антигенов может быть широко применен к бактериальным инфекциям, включая эндокардит и туберкулез.
«Мы работаем над адаптацией этого подхода к ТБ. Это требует нового способа мышления о том, как должны работать вакцины», — сказал Гассенсмит.