Опираясь на обширную базу данных, созданную на средства Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), одного из Национальных институтов здравоохранения (NIH), ученые завершили наиболее полный на сегодняшний день анализ опубликованных эпитопов вируса гриппа A – критические сайты вируса, которые распознаются иммунной системой.
Результаты, представленные исследователями из Института аллергии и иммунологии Ла-Хойи (LIAI), публикуются на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследование должно помочь ученым, которые разрабатывают новые вакцины, средства диагностики и иммунную терапию против сезонного и пандемического гриппа, поскольку оно позволяет детально раскрыть молекулярные особенности того, где именно иммунная система сосредотачивается на вирусах. Хотя полные молекулярные структуры практически всех основных штаммов вирусов гриппа известны, иммунные ответы концентрируются на ограниченных областях определенных частей вируса, и эти области должны быть идентифицированы как иммунные эпитопы с помощью научных исследований. Команда LIAI обнаружила, что, хотя у разных штаммов вируса были сотни общих эпитопов, включая вирус птичьего H5N1, опубликован только один, который кажется идеальным для мультиштаммовых вакцин. Информация об общих защитных эпитопах важна для разработки противогриппозных вакцин, которые могут обеспечить широкую защиту от множества штаммов вируса.
"Это исследование интересно тем, что показывает, что мы знаем и не знаем," говорит директор NIAID Энтони С. Фаучи, М.D. "Он выявляет многие пробелы в наших знаниях о вирусах гриппа и указывает на то, на что нам нужно сосредоточить свое внимание."
Анализ опирался на гораздо более крупную программу под названием База данных иммунных эпитопов и Программа ресурсов анализа, которая началась в 2004 году после того, как NIAID заключил с LIAI контракт на 25 миллионов долларов на создание единого репозитория иммунных эпитопов критических болезнетворных микробов, включая агентов, которые могут быть используется в биотеррористической атаке. Эпитопы гриппа составляют лишь часть обширной базы данных, которая стала крупнейшим сборником такой информации в мире. Он включает данные из тысяч отдельных статей, опубликованных за несколько десятилетий, предоставляя обширные досье по десяткам патогенов.
"Цель базы данных – предоставить каталог молекул и структур, к которым ученые всего мира могут быстро получить доступ и использовать для понимания иммунного ответа на различные эпитопы или методического прогнозирования ответов на еще непроверенные мишени," говорит Алессандро Сетте, Ph.D., который возглавляет подразделение Vaccine Discovery в LIAI и является ведущим исследователем проекта.
В текущем исследовании доктор. Сетте и его коллеги исследовали 600 различных эпитопов 58 различных штаммов вируса гриппа А. Одна из их основных целей состояла в том, чтобы определить, насколько консервативны или схожи эпитопы между различными штаммами вирусов птичьего и человеческого гриппа. Знание этого важно, потому что вирус быстро мутирует и может обменивать сегменты генов между штаммами, что может повысить способность птичьего вируса к передаче людям.
Кроме того, известно, что только несколько эпитопов связаны с защитным иммунитетом. Большинство эпитопов вируса гриппа в базе данных распознаются типом иммунных клеток, известных как Т-клетки; гораздо меньше распознается В-клетками, типом белых кровяных телец, которые вырабатывают антитела, борющиеся с инфекциями. Антитела, индуцированные вирусами сезонного и пандемического гриппа или вакцинами, являются основным компонентом иммунитета, который защищает от этих вирусов.
Штаммы вируса гриппа могут достаточно различаться по своим нейтрализующим эпитопам В-клеток, поэтому вакцина против одного штамма может не защитить от другого штамма. Но если между штаммами вирусов сохраняются эпитопы, иммунитет, выработанный человеком по отношению к одному штамму, может обеспечить по крайней мере некоторую защиту от другого штамма.
Используя разработанный ими программный инструмент, команда LIAI обнаружила в базе данных сотни консервативных эпитопов вируса гриппа, в том числе между птичьим H5N1 и штаммами вирусов гриппа человека. Но что менее ясно из анализа, так это то, насколько перекрестно реактивным будет иммунный ответ к большинству этих консервативных эпитопов. Дальнейший анализ может помочь ученым в определении целей вакцины, которые могут обеспечить более широкую защиту, и в прогнозировании эффективности новой вакцины.
Другой анализ выявил серьезные пробелы в знаниях ученых о вирусах гриппа. Например, из 600 эпитопов в базе данных очень немногие были от штаммов птичьего гриппа H5N1. И хотя база данных содержит эпитопы всех белков вируса гриппа, подавляющее большинство данных относится только к двум белкам гриппа, гемагглютинину (HA) и нуклеопротеину (NP).
Большая часть данных о вирусе гриппа поступает из анализа иммунных ответов, полученных на мышах; некоторые поступают от кроликов, хорьков и обезьян, а очень мало – от людей или птиц. Фактически, только один эпитоп антител произошел от человека. Исследователи LIAI говорят, что больше исследований следует сосредоточить на выявлении человеческих Т- и В-клеточных эпитопов из человеческих и птичьих штаммов вируса гриппа, особенно тех, которые связаны с защитным иммунитетом.
"Суть в том, что это исследование показывает нам, куда нам нужно двигаться," говорит директор проекта Стивен Уилсон, доктор философии.D., технический директор LIAI. "Сотни эпитопов гриппа уже опубликованы и теперь находятся в базе данных, но критические пробелы становятся очевидными при поиске мишеней для человеческих антител."
Планы на будущее включают добавление данных об эпитопах, участвующих в аутоиммунных заболеваниях, и эпитопах, вызывающих аллергические и астматические реакции. Доктор. Сетте и его коллеги также создали множество инструментов для анализа и визуализации данных, а также для прогнозирования иммунитета против различных патогенов – все они находятся в открытом доступе на их веб-сайте (см. Http://immuneepitope.com).org).
Источник: NIH / Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний