Санкт-петербургские ученые из Института экспериментальной медицины и биотехнологической компании BIOCAD разработали назальную вакцину-кандидат, которая поможет обеспечить длительный иммунитет против коронавируса и вируса гриппа. Этот эффект объясняется тем, что она активирует не только антитела, но и клетки иммунной системы, благодаря чему B- и Т-лимфоциты надолго «запоминают» возбудителя. Ожидается, что предложенная вакцина-кандидат не будет терять своей эффективности против различных штаммов вирусов при их мутировании, а потому окажется перспективной для профилактики сезонных заболеваний. О работе рассказала пресс-служба Российского научного фонда.
Для борьбы с короновирусом SARS-CoV-2 ученые в кратчайшие сроки разработали целый ряд вакцин. Большинство из них в том или ином виде содержит определенный участок шиповидного (S) белка коронавируса, на который специфически реагируют антитела — защитные молекулы, вырабатываемые в ответ на инфекцию. Шиповидный белок интересен тем, что он отвечает за связывание вируса с клетками-мишенями в организме человека и тем самым обеспечивает первый этап развития инфекции.
Антитела связываются со специфическими участками S-белка коронавируса в составе вакцины, подобно тому, как ключ подходит к нужному замку, и это взаимодействие дает иммунной системе сигнал, который приводит к наработке новых антител для защиты. В результате, «познакомившись» с S-белком в составе вакцины, иммунная система способна распознать его при последующем заражении. Однако шиповидный белок в качестве мишени для антител оказался не очень удобен, поскольку у штаммов коронавируса сайты, узнаваемые этими защитными молекулами, несколько отличаются, что может препятствовать связыванию. Кроме того, концентрация антител после вакцинации со временем снижается, что впоследствии может влиять на уровень защиты.
Помимо антител, в человеческом организме существует другой важный компонент иммунитета, участвующий в борьбе с коронавирусом, — Т-лимфоциты, или Т-клетки. Они, подобно антителам, связываются с возбудителем и обеспечивают «память» о встрече с ним, причем более долговечную. Поэтому подход с запуском Т-клеточного ответа и, в перспективе, защитой от нескольких штаммов коронавируса одновременно становится более популярным при разработке новых вариантов вакцин.
Процесс создания рекомбинантной вакцины. Источник: Isakova-Sivak et al./Vaccines, 2022
Ученые разработали комбинированную вакцину-кандидат против вируса SARS-CoV-2 и вируса гриппа, призванную обеспечить стойкий Т-клеточный иммунитет. Предложенный кандидат вводится в нос в виде спрея и представляет собой рекомбинантный вирус гриппа, в геном которого молекулярными методами дополнительно внесены те участки белков коронавируса, которые распознаются Т-клетками человека. При этом в качестве вирусного вектора использован ослабленный вирус гриппа — компонент отечественной живой гриппозной вакцины (ЖГВ). Интересно, что внесенные участки внутренних белков коронавируса отличаются у разных штаммов значительно меньше, чем у поверхностных белков, против которых формируются антитела, в связи с чем снижается вероятность потери эффективности даже при мутациях вируса.
Разработчики проверили безопасность и эффективность предложенного кандидата экспериментально на лабораторных мышах. В первую очередь исследователи доказали, что на третьи сутки после введения вакцины в тканях легких животных не обнаруживаются живые частицы вакцинного вируса. Это говорит о том, что входящие в состав вакцины возбудители действительно не были способны размножаться в нижних дыхательных путях, а потому не могли вызвать заболевание. Далее ученые оценили иммунный ответ, который появляется после вакцинации. Оказалось, что уровень антител и Т-лимфоцитов, специфичных вирусу гриппа, у мышей многократно увеличился по сравнению с нормой. Однако на этой модели не удалось достоверно проследить иммунный ответ, который вызывают встроенные в вирус гриппа участки белков коронавируса. Поэтому авторы провели серию экспериментов на культуре лимфоцитов — защитных клеток крови, взятых у людей, переболевших COVID-19. Результаты доказали, что целевые сайты SARS-CoV-2 успешно доставляются в организм в составе вакцины и активируют Т-клетки иммунной системы.
Кроме того, авторы проверили работу препарата на более крупных грызунах — сирийских хомяках. Шестнадцати животным ввели вакцину дважды с интервалом в три недели, другая группа грызунов получила вместо препарата плацебо. Еще через три недели после второго этапа иммунизации несколько животных из обеих групп были искусственно заражены коронавирусом или вирусом гриппа. Оказалось, что в обоих случаях вакцинированные хомяки, в отличие от получивших плацебо, не имели клинических проявлений заболевания и их иммунитет быстро справился с возбудителями.
«Предложенная вакцина-кандидат показывает высокую эффективность против коронавируса и вируса гриппа. Создание такого препарата может обеспечить формирование Т-клеточного иммунитета в разы более долговечного, чем защитное действие антител», — рассказывает руководитель проекта Ирина Исакова-Сивак, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, заведующая лабораторией иммунологии и профилактики вирусных инфекций Института экспериментальной медицины.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Vaccines.
