Новая вакцина на основе паутинного шелка

0 110

Чтобы усилить действие вакцинации на иммунную систему при наличии раковых клеток, исследователи разработали микрокапсулы паутинного шелка, которые способны доставлять вакцину непосредственно в «сердце» иммунных клеток.

Для борьбы с онкопатологией исследователи все чаще используют вакцины, которые стимулируют иммунную систему выявлять и уничтожать опухолевые клетки. Однако не всегда можно получить желаемый иммунный ответ. Чтобы усилить эффективность воздействия вакцин на иммунную систему — и особенно на Т-лимфоциты, — исследователи из университетов Женевы (University of Geneva — UNIGE), Швейцария, Фрайбурга (Freiburg University — UNIFR), Германия, Мюнхена (Munich University), Германия, и Байройта (University of Bayreuth), Германия, в сотрудничестве с немецкой компанией AMSilk разработали микрокапсулы на основе паутинного шелка, которые способны доставлять вакцину непосредственно внутрь иммунных клеток. Описание этого процесса опубликовано в журнале «Biomaterials». Он может быть применен к профилактическим вакцинам для защиты от инфекционных заболеваний и представляет собой важный шаг на пути к производству стабильных, простых в использовании вакцин, устойчивых к самым экстремальным условиям хранения.

Наша иммунная система в значительной степени основана на двух типах клеток: В-лимфоцитах, которые продуцируют антитела, необходимые для защиты от различных инфекций, и Т-лимфоцитах. В случае рака и других инфекционных заболеваний, таких как туберкулез, необходимо стимулировать выработку Т-лимфоцитов. Однако механизм их активации более сложный, чем у B-лимфоцитов: для запуска ответа необходимо использовать пептид — небольшую часть белка, которая, если вводить ее саму по себе, быстро расщепляется организмом даже до достижения своей цели.

«Для разработки иммунных препаратов, эффективных против рака, важно сформировать значительный ответ Т-лимфоцитов, — отметила профессор Кэрол Буркин (Carole Bourquin), специалист в области противоопухолевой иммунотерапии на кафедре медицины и науки UNIGE, которая руководила этой работой. — Поскольку настоящие вакцины имеют ограниченное действие только на Т-клетки, крайне важно разработать другие методики вакцинации, чтобы преодолеть эту проблему».

Практически нерушимая капсула

Ученые использовали синтетические биополимеры на основе паутинного шелка — легкого, биокомплаентного, нетоксичного материала, который обладает высокой устойчивостью к разрушению от действий света и тепла. «Мы воссоздали этот специальный шелк в лаборатории, чтобы поместить в него пептид с характеристиками вакцины», — объясняет Томас Шейбель (Thomas Scheibel), всемирно известный специалист по паутинному шелку из Университета Байройта, который участвовал в исследовании. Т. Шейбель добавил, что полученные белковые цепи затем поддаются высаливанию для образования инъекционных микрочастиц.

Шелковые микрочастицы образуют транспортную капсулу, которая защищает пептид вакцины от быстрого расщепления в организме и доставляет его в центр лимфатических узлов, тем самым значительно увеличивая иммунный ответ в виде выработки Т-лимфоцитов. «Наше исследование доказало обоснованность нашей техники, — говорит К. Буркин. — Мы продемонстрировали эффективность новой стратегии вакцинации, которая является чрезвычайно стабильной, простой в изготовлении и легкой в настройке».

Новая модель вакцины

Частицы синтетического шелка-биополимера демонстрируют высокую устойчивость к теплу, выдерживая более 100 °C в течение нескольких часов без повреждений. Теоретически этот процесс позволил бы разработать вакцины, не требующие добавления вспомогательных веществ и холодовых цепей. Это является неоспоримым преимуществом, особенно в развивающихся странах, где одной из наибольших трудностей является сохранность вакцин. Впрочем одним из ограничений этого процесса является размер микрочастиц: в то время как концепция в принципе применима к любому пептиду, которые все достаточно малы для включения в протеины шелка, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, является ли также возможным включение в него более крупных антигенов, используемых в стандартных вакцинах, особенно против вирусных заболеваний.

Когда наука имитирует природу

«Все больше и больше ученые пытаются подражать природе в том, что она делает лучше всего, — подчеркнул Т. Шейбель. — Этот подход даже имеет название: «вдохновлено природой», что мы и сделали именно здесь». Свойства паутинного шелка делают его особенно интересным продуктом: биокомплаентным, твердым, тонким, биоразлагаемым, устойчивым к экстремальным и даже антибактериальным условиям. Он может быть представлен для многоразового пользования и использоваться в разработке раневых повязок и шовного материала.

По материалам www.sciencedaily.com

Вам так же будет интересно

Оставьте комментарий

Ваш email не будет опубликован

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.