Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета и ряда других учреждений показали, что новый тип вакцинации может существенно усилить и поддержать защиту от ВИЧ.
Статья с описанием вакцины, которую сделали обезьянам, будет опубликована в Интернете 11 мая в журнале Nature Medicine. «Результаты имеют большое значение для иммунологов, занимающихся вакцинами против коронавируса и улучшенными вакцинами от других болезней», – сказал Бали Пулендран, доктор философии.D., профессор патологии, микробиологии и иммунологии в Стэнфорде.
Ключом к заметно улучшенной защите новой вакцины от вирусной инфекции является ее способность – в отличие от почти всех используемых сейчас вакцин – пробуждать часть иммунной системы, которую большинство современных вакцин оставляют в спящем состоянии.
"Большинство вакцин направлено на стимулирование сывороточного иммунитета за счет повышения уровня антител к вторгающемуся патогену," сказал Пулендран, имея в виду антитела, циркулирующие в крови. "Эта вакцина также повышала клеточный иммунитет, собирая армию иммунных клеток, которые преследуют клетки, инфицированные патогеном. Мы создали синергию между этими двумя видами иммунной активности."
Пулендран, Виолетта L. Хортон профессор II, является одним из главных авторов исследования с Рамой Амарой, Ph.D., профессор микробиологии и иммунологии Исследовательского центра приматов Йеркса Университета Эмори; Эрик Хантер, Ph.D., и Синтия Дердейн, Ph.D., профессора патологии и лабораторной медицины в Эмори; и Дэвид Масопуст, Ph.D., профессор микробиологии и иммунологии Миннесотского университета. Ведущие авторы – Прабху Аруначалам, доктор философии.D., постдокторант в Стэнфорде; постдокторанты Тышина Чарльз, Ph.D., и Сатиш Боллимпелли, Ph.D., Эмори; и постдокторант Винит Джоаг, Ph.D., Университета Миннесоты.
38 миллионов человек со СПИДом
Около 38 миллионов человек во всем мире живут со СПИДом, некогда неизбежно смертельным заболеванием, вызванным ВИЧ. Хотя ВИЧ можно сдерживать с помощью комбинации противовирусных агентов, он продолжает инфицировать 1 человека.7 миллионов человек ежегодно и является причиной около 770 000 смертей каждый год.
"Несмотря на более чем тридцатилетние интенсивные исследования, профилактической вакцины против ВИЧ пока нет," Пулендран сказал. Ранние надежды на такую вакцину, основанные на испытании в Таиланде, результаты которого были опубликованы в 2012 году, рухнули всего несколько месяцев назад, когда более крупное испытание той же вакцины в Южной Африке было остановлено после того, как предварительная оценка показала, что она практически не работает.
Вакцины предназначены для пробуждения адаптивной иммунной системы, которая в ответ генерирует клетки и молекулярное оружие, нацеленное на конкретный патоген, в отличие от волей-неволей стрелять во все, что движется.
Адаптивный иммунный ответ состоит из двух частей: сывороточного иммунитета, при котором В-клетки секретируют антитела, которые могут накапливаться и нейтрализовать микробный патоген; и клеточный иммунитет, при котором Т-киллеры бродят по телу, исследуя ткани на наличие признаков вирусов и, обнаружив их, уничтожают клетки, которые их переносят.
Но большинство вакцин заставляют адаптивную иммунную систему бороться с инфекциями с одной из этих рук, связанных за спиной.
"Все лицензированные вакцины на сегодняшний день работают, индуцируя антитела, которые нейтрализуют вирус. Но индукция и поддержание достаточно высокого уровня нейтрализующих антител против ВИЧ – сложная задача," Пулендран сказал. "Мы показали, что, стимулируя клеточную часть иммунной системы, вы можете получить более надежную защиту от ВИЧ даже при гораздо более низком уровне нейтрализующих антител."
В новом исследовании он и его коллеги использовали двуручный подход, направленный на стимуляцию как сывороточного, так и клеточного иммунитета. Они привили трем группам по 15 макак-резус за 40-недельный период. Первая группа получила несколько последовательных прививок Env, белка на внешней поверхности вируса, который, как известно, стимулирует выработку антител, плюс адъювант, химическая комбинация, часто используемая в вакцинах для усиления общего иммунного ответа. Вторая группа была заражена аналогичным образом, но получила дополнительные инъекции трех разных типов вирусов, каждый из которых был модифицирован так, чтобы быть заразным, но не опасным. Каждый модифицированный вирус содержал добавленный ген вирусного белка Gag, который, как известно, стимулирует клеточный иммунитет.
Третья группа, контрольная, получала инъекции, содержащие только адъювант.
В конце 40-недельного режима всем животным дали отдохнуть еще 40 недель, а затем им сделали бустерные инъекции только инокуляции Env. После еще четырех недель отдыха они подвергались 10 еженедельным контактам с SHIV, обезьяньей версией ВИЧ.
Обезьяны, которым вводили только адъювант, заразились. Животные в группах как Env, так и Env-plus-Gag испытали значительную первоначальную защиту от вирусной инфекции. Примечательно, однако, что несколько животных Env-plus-Gag – но ни одно из животных Env – остались незараженными, даже несмотря на то, что им не хватало надежных уровней нейтрализующих антител. Вакцинологи обычно считают сывороточный иммунный ответ – повышение нейтрализующих антител – определяющим источником эффективности вакцины.
Еще более примечательно было выраженное увеличение продолжительности защиты у животных, получавших комбинацию Env-plus-Gag. После 20-недельного перерыва шесть обезьян из группы Env и шесть из группы Env-plus-Gag получили дополнительное воздействие SHIV. На этот раз четыре животных Env-plus-Gag, но только одно из животных Env-only, остались незараженными.
Пулендран сказал, что он подозревает, что это улучшение было результатом стимулированного вакциной производства иммунных клеток, называемых резидентными Т-клетками памяти. По его словам, эти клетки мигрируют в то место, где вирус попадает в организм, и остаются там на длительный период, выступая в качестве дозорных. Если они снова видят вирус, эти клетки начинают действовать, выделяя факторы, которые сигнализируют другим типам иммунных клеток поблизости, чтобы превратить ткань во враждебную территорию для вируса.
"Эти результаты предполагают, что будущие усилия по вакцинации должны быть сосредоточены на стратегиях, которые вызывают как клеточную реакцию, так и реакцию нейтрализующих антител, что может обеспечить превосходную защиту не только от ВИЧ, но и от других патогенов, таких как туберкулез, малярия, вирус гепатита С, грипп и пандемический штамм коронавируса. также," Пулендран сказал.