Поскольку мир с нетерпением ждет дебюта вакцины COVID-19, многие из нас представляют, что вакцинация будет похожа на прививку от гриппа: мы отправимся в клинику, закатим рукав и почувствуем быстрый укол в рука.
Но вирусолог из Небраски Ши-Хуа Сян предлагает другой подход, способный уменьшить боль и беспокойство, повысить иммунитет против COVID-19 и снизить цену.
При поддержке Программы грантов быстрого реагирования на COVID-19 Управления исследований и экономического развития, Сян находится на ранних этапах разработки бактериальной системы доставки вакцины COVID-19, которая будет доставляться непосредственно в дыхательные пути в виде назального спрея. вызывает иммунный ответ непосредственно в месте, где SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, вероятно, вторгается и размножается.
Согласно подходу Сяна, биоинженерные Lactobacillus – безопасные, широко используемые бактерии, лучше всего известные своей ролью в ферментации йогурта и сыра, – будут доставлять антигены, компонент вакцины, который запускает иммунный ответ, непосредственно в слизистые оболочки носа и рта. Эта сайт-специфическая стратегия может обеспечить более надежную защиту от COVID-19, чем инъекционная вакцина, потому что она будет более точно имитировать естественную инфекцию COVID-19, производя антитела и иммунные клетки в ключевых местах, куда проникает вирус.
"Вакцинация слизистых оболочек должна быть эффективной, поскольку вакцины для слизистых оболочек индуцируют иммунитет в момент проникновения вируса, контролируя раннюю инфекцию до того, как она станет установленной системной инфекцией," сказал Сян, доцент ветеринарной медицины и биомедицинских наук и член Центра вирусологии Небраски.
С помощью аэрозольной вакцины Сян стремится извлечь выгоду из некоторых уникально мощных компонентов иммунного механизма организма, которые расположены в тканях слизистой оболочки. В-клетки вырабатывают иммуноглобулин А или IgA, который является мощной защитой первой линии организма от патогенов в кишечнике и дыхательных путях. Ткани слизистой оболочки также богаты Т-клетками памяти, которые способны "помнить" специфические антигены после пересечения с ними пути в первый раз, что позволяет им вызывать более быстрый и сильный иммунный ответ при следующем столкновении.
Сян изучал Lactobacillus как вектор вакцины в контексте ВИЧ, и он знает, что у его использования есть несколько преимуществ. Во-первых, как платформа, основанная на пищевых продуктах, она бесспорно безопасна: люди обычно употребляют Lactobacillus в йогурте и других пробиотических добавках. Он также способен колонизировать слизистые оболочки, что означает, что он живет и размножается в гармонии с другими бактериями дыхательных путей. Сян надеется, что это означает, что его защитное действие продлится дольше, что сводит к минимуму количество раз, когда человеку нужна вакцинация.
Lactobacillus также относительно недороги в производстве и поддаются генетической модификации, что означает, что Сян может генетически сконструировать бактерии для производства антигенов SARS-CoV-2. Это позволяет ему пропустить дорогостоящий и сложный процесс очистки антигена, который требуется для традиционных вакцин на основе белка. Есть и другие экономические преимущества вакцины в виде назального спрея. Не потребуются иглы, что снизит затраты на оборудование. И для этого не обязательно потребуются обученные медицинские работники – люди могут сами нанести спрей для носа.
Эти характеристики делают вакцины в виде назальных спреев потенциально жизнеспособным решением для развивающихся стран, которые изо всех сил пытаются обеспечить дозировки ведущих кандидатов на вакцины против COVID-19. Данные показывают, что развитые страны уже согласились купить не менее 3.7 миллиардов доз наиболее многообещающих кандидатов, которые, по мнению экспертов, в краткосрочной перспективе монополизируют мировые производственные мощности. А при условии, что во всем мире охват вакцинами будет только лоскутным способом, пандемия будет сохраняться.
"Одна вакцина не может охватить весь мир," Сян сказал. "В разных странах могут потребоваться разные вакцины. Нам нужно разнообразие."
Соответственно, Сян также находится на ранних этапах изучения вакцины COVID-19 на основе Lactobacillus: с грантом ORED он использует псевдотипированный вирус COVID-19 для оценки эффективности антител, индуцированных сконструированными бактериями. Поскольку около 45 вакцин уже проходят клинические испытания на людях, Сян знает, что его работа не будет способствовать созданию вакцины против коронавируса первого поколения. Но учитывая сохраняющиеся вопросы о безопасности и успехе лидеров, а также о борьбе развивающихся стран за вакцины, он уверен, что его работа будет полезна в борьбе с COVID-19 и вирусами будущего, которые переходят от дикой природы к человеку.
"Долгосрочная цель – создать эффективную вакцину для слизистых оболочек от респираторных вирусных инфекций," Сян сказал.