Ученые разработали новый метод создания эффективных адъювантов для вакцин

Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале mBio, демонстрирует, что новый метод можно использовать для создания более эффективных вакцин против инфекционных заболеваний. Показано, что практический метод — бактериальная ферментативная комбинаторная химия (BECC) — позволяет генерировать функционально разнообразные молекулы, которые потенциально могут использоваться в качестве адъювантов. Вакцины часто сочетают хорошо охарактеризованный рекомбинантный белковый антиген с адъювантом для усиления иммуногенного ответа. Исследование особенно важно в свете острой необходимости в новых и более эффективных вакцинах по всему миру.

«Мы определили много многообещающих соединений, которые потенциально могут служить адъювантами для вакцин», — сказал ведущий автор Роберт Эрнст, PhD, профессор кафедры микробного патогенеза Школы стоматологии и адъюнкт-профессор Школы медицины Университета Мэриленда в Балтиморе.

До сих пор адъюванты для вакцин разрабатывались эмпирически, методом проб и ошибок. Гели и соли алюминия используются с 1930-х годов, а монофосфориллипид A (MPLA) — модифицированный гликолипид из внешней мембраны бактерии — применяется с 2009 года.

Оболочка грамотрицательных бактерий состоит из двух различных липидных мембран, причем внешняя преимущественно состоит из липополисахаридов (LPS), ключевым компонентом которых является липид A. Липид A служит якорем, удерживающим молекулу LPS в бактериальной мембране. Примерно пятнадцать лет назад ученые выяснили, что липид A распознается толл-подобным рецептором 4 (TLR4), который играет ключевую роль в определении иммунного ответа индивидуума.

Идея нового исследования возникла из того факта, что ученым известно: некоторые бактерии производят специфические структуры липида A, обладающие сильным провоспалительным действием. Организм распознает их легко, быстро и в очень низких количествах. Однако работа в лаборатории доктора Эрнста показала, что у многих других бактерий молекулы липида A не были иммуностимулирующими.

Исследователи использовали нормальный бактериальный путь биосинтеза LPS в грамотрицательных бактериях для синтеза уникальных структур липида A на основе наличия или отсутствия специфических фосфатных, ацильных и углеводных групп из различных видов, чтобы получить новые, рационально сконструированные молекулы липида A. «Бактерии очень хороши в том, что они делают. Их ферменты очень специфичны в отношении того, какая модификация может быть синтезирована, поэтому мы сконструировали бактериальные штаммы, которые производили нужные нам молекулы», — пояснил доктор Эрнст. Исследователи применили BECC в рамках авирулентного штамма Yersinia pestis для получения структурно различных молекул LPS, а затем проверили их способность индуцировать провоспалительные ответы.

Ведущие кандидаты продемонстрировали минимальную иммуностимуляцию в мышиных спленоцитах, человеческих первичных мононуклеарных клетках крови и дендритных клетках, полученных из моноцитов человека. «Мы сузили наш список из 50–70 молекул примерно до шести, которые обладают потенциальной адъювантной активностью», — сказал доктор Эрнст. Он отметил, что система имеет потенциал для генерации широкого спектра потенциальных адъювантов для вакцин.