Science Immunology: Одна вакцина против ВИЧ — хорошо, а две — лучше

Исследователи Массачусетского технологического института выяснили, что первая доза вакцины помогает иммунной системе дать сильный ответ на вторую дозу, введённую через неделю.

Разработать эффективную вакцину против ВИЧ трудно, потому что вирус быстро мутирует и избегает реакции антител.

Несколько лет назад исследователи показали, что серия нарастающих доз вакцины против ВИЧ в течение двух недель может помочь решить эту проблему. Но вводить несколько доз вакцины за короткое время нецелесообразно для массовых кампаний по вакцинации.

Учёные выяснили, что можно получить такой же иммунный ответ всего двумя дозами вакцины с разницей в одну неделю. Первая, меньшая доза готовит иммунную систему к более сильному ответу на вторую, большую дозу.

В исследовании учёные использовали белок оболочки ВИЧ в качестве вакцины. Однодозовую версию этой вакцины сейчас испытывают, а исследователи хотят создать ещё одну группу испытуемых, которые получат вакцину по схеме с двумя дозами.

Объединив физические и биологические науки, мы смогли ответить на некоторые важные вопросы иммунологии. Это позволило нам разработать график приёма двух доз препарата по схеме, имитирующей приём нескольких доз, — говорит Аруп Чакраборти, профессор Института Джона М. Дойча в Массачусетском технологическом институте.

Чакраборти добавляет, что этот подход может быть использован для создания вакцин против других заболеваний.

Чакраборти и Даррелл Ирвайн — старшие авторы исследования, опубликованного в журнале Science Immunology. Сачин Бхагчандани и Лиранг Янг — ведущие авторы этой работы.

Нейтрализующие антитела

ВИЧ заражает более 1 миллиона человек ежегодно, и некоторые не имеют доступа к противовирусным препаратам. Эффективная вакцина могла бы предотвратить многие из этих инфекций.

Одна из перспективных вакцин состоит из белка ВИЧ (тримера оболочки) и наночастицы SMNP. Наночастица разработана в лаборатории Ирвина и действует как адъювант, усиливающий ответ В-клеток на вакцину.

В клинических испытаниях эта и другие экспериментальные вакцины вводились одной дозой. Однако появляется всё больше доказательств того, что серия доз эффективнее для выработки нейтрализующих антител. Исследователи считают схему введения семи доз эффективной, поскольку она имитирует воздействие вируса на организм: иммунная система вырабатывает сильный ответ по мере накопления вирусных белков (антигенов).

Команда Массачусетского технологического института исследовала, можно ли добиться сильного ответа антител, уменьшив количество доз вакцины.

Бхагчандани считает вакцинацию семью дозами нецелесообразной для массовой вакцинации. Исследователи хотели определить критические элементы успешного применения нарастающей дозы и выяснить, можно ли уменьшить количество доз.

Сначала они сравнили действие одной, двух, трёх, четырёх, пяти, шести или семи доз, принимаемых в течение 12 дней. Они обнаружили, что три или более доз вызывают сильный ответ антител, а две дозы — нет. Однако, изменив интервалы между дозами и их соотношение, исследователи выяснили, что введение 20% вакцины в первой дозе и 80% во второй через семь дней даёт такой же хороший ответ, как и семидозовый график.

Янг считает, что понимание механизмов этого явления будет иметь большое значение для будущего клинического применения.

Исследователи изучили с помощью вычислительной модели, что происходит при разных сценариях дозирования. Они выяснили, что когда вся вакцина вводится одной дозой, большая часть антигена измельчается ещё до попадания в лимфатические узлы. Именно там В-клетки активизируются, чтобы нацелиться на определённый антиген в герминальных центрах.

Если неповреждённого антигена достигает мало, то В-клетки не могут дать сильный ответ против него.

При введении небольшой дозы антигена, некоторые В-клетки и антитела развиваются. Если через неделю ввести вторую, большую дозу, антитела свяжутся с антигеном и доставят его в лимфатический узел. Это позволяет большему количеству В-клеток столкнуться с этим антигеном, что приводит к образованию большой популяции В-клеток, способных воздействовать на него.

Бхагчандани говорит, что после небольшой начальной дозы вырабатывается антитело. Когда вводится большая доза, организм снова оказывается под защитой, потому что антитело связывает вакцину и направляет её в лимфатический узел.

Усиление Т-клеток

Антигены остаются в зародышевых центрах, позволяя большему количеству В-клеток развиваться и становиться антителами.

Две дозы вакцины вызывают более сильный ответ Т-клеток. Первая доза активирует дендритные клетки, которые вызывают воспаление и активируют Т-клетки. Вторая доза ещё больше стимулирует дендритные клетки и усиливает ответ Т-клеток.

Введение двух доз вакцины способствует пятикратному улучшению ответа Т-клеток и 60-кратному усилению выработки антител по сравнению с одной дозой.

Стратегию «нарастающей дозы» можно упростить, сделав всего два укола. Это сделает её более практичной для применения в клиниках.

Ирвин также отмечает, что разрабатываются технологии, которые позволят имитировать воздействие двух доз за один укол. Это может быть идеальным решением для массовых кампаний по вакцинации.

Исследователи изучают эту стратегию на модели нечеловеческих приматов и работают над материалами, способными доставлять вторую дозу в течение длительного времени. Это должно усилить иммунный ответ организма.

22.09.2024