Науковці використали віруси бактерій, щоб відшукати найдієвіші цілі для вакцини проти шистосомозу — поширеної тропічної хвороби, яку спричиняють паразитичні гельмінти трематоди. Для цього віруси модифікували у такий спосіб, щоб вони виробляли більшість із 12 тисяч білків трематод, а тоді піддали їх впливу крові макак, які природно здатні набувати імунітету до шистосомозу. За тим, з якими білками найбільше взаємодіяли антитіла з крові макак, вчені визначили потенційні білки, на яких можна було б натренувати імунну систему людини боротися з гельмінтами. Дослідження опубліковане у журналі npj Vaccines.
Пара самця й самки Schistosoma mansoni. Eye of Science
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Чому проти хвороби такий складний пошук вакцини?
Щороку на шистосомоз хворіє близько 600 мільйонів людей в 78 країнах світу. Трематоди Schistosomatidae, що його спричиняють, уражають маленькі кровоносні судини кишкового тракту та сечового міхура і в дорослих людей можуть суттєво знижувати працездатність, а у дітей — призводити до порушення росту й розвитку. Всупереч тому, що лікувати зараження наразі можливо препаратом празіквантелом, лікарі занепокоєні, що гельмінти розвивають стійкість до нього. А крім того, у багатьох регіонах навіть він не є доступним постійно, обмежуючи можливість лікувати хворобу.
Допомогти проти шистосомозу могла б вакцина, яка навчає імунну систему людини самій боротися зі збудником. Та однією з перешкод є те, що гельмінти мають кілька життєвих стадій. Вони відрізняються білками, що вони їх синтезують, а також місцем поселення в організмі, тож імунній системі важко розпізнавати їх як один організм і націлитися. З іншого боку, гельмінти мають широкий репертуар пристосувань, які допомагають уникати виявлення імунною системою. Тому створення вакцин є складним процесом, однак вчені знайшли потенційний спосіб віднайти ціль на паразитах, використавши для цього вірусів бактерій бактеріофагів.
Як допомогли віруси у пошуках цілей для вакцини?
Науковці модифікували бактеріофаги у такий спосіб, що внесли їм у геном 99,6 відсотка зі 119 747 ДНК послідовностей трематод, які кодують білки на всіх життєвих стадіях паразита. Фрагменти ДНК вбудували у послідовності бактеріофагів, які відповідають за створення власної білкової оболонки вірусу. Таким чином, модифіковані віруси огорталися в оболонки, які містили не лише власні, а й трематодні білки.
Відтак бактеріофагів піддали впливу зразків крові макак-резус, які після інфікування трематодами природно розвивають тривалий імунітет, завдяки якому можуть самостійно вилікуватися при наступному зараженні. У такий спосіб вчені хотіли з'ясувати, на які білки гельмінтів виробляються у макак антитіла, які дозволяють знищити паразитів.
Так вчені виявили білки паразита, які є найімовірнішими цілями імунної відповіді у макак. Їх використали для створення прототипа вакцини, яку випробували на мишах. Перші досліди були успішними, оскільки вакцинація допомогла гризунам зменшити кількість паразитів при їх інфікуванні трематодами принаймні на четверть, хоч і концентрація антитіл до паразитів була у крові тварин невисокою.
Що ці результати змінюють?
До цього часу створення вакцин проти гельмінтів здійснювали через тестування кількох потенційних цілей за один раз. Але бактеріофаги вперше дозволили протестувати білки збудників у масштабах тисяч і покриваючи майже всі сполуки, що їх виробляють паразити. Тому науковці мають надію, що зможуть швидше відшукати цілі, які будуть достатніми для формування адекватної імунної відповіді на паразитів у людей.
Однак успішні перші тести на мишах ще не означають, що вакцина спрацює і в людей. Кілька подібних вакцин проти шистосомозу вже доходили до випробувань на людях, і хоч були визнані безпечними, однак недієвими. Вченим у наступних дослідженнях потрібно буде ще з'ясувати, яким чином вони можуть посилити реакцію імунної системи без завдання шкоди здоров'ю.
- Утім, не завжди гельмінти, та й інші паразити, завдають шкоди. Про те, як вони можуть допомагати та чому вчені занепокоєні скороченням чисельності паразитів, читайте у матеріалі «Коли паразит – не ворог».