Молочнокислые бактерии, наряду с другими микроорганизмами на основе пищевых продуктов, были использованы с 1990-х годов для терапевтической экспрессии генов (то есть как вектора). Способность лактобактерий вызывать иммунный ответ против экспрессируемых чужеродных антигенов привела к их использованию в качестве в качестве главных мукозальных качестве векторов вакцин они предлагают несколькими привлекательными преимуществами:
- простое, неинвазивное введение (обычно пероральное или интраназальное),
- принятие и поддержание генетических модификаций,
- низкая стоимость и высокий уровень безопасности.
Бактерия, как правило, вызывает минимальные иммунные реакции против самих себя, вместо этого индуцируя высокие уровни системных и слизистых антител против выраженного чужеродного антигена после поглощения через слизистую иммунную систему человека и животных.
Для использования в качестве вакцинных векторов обычно используют Streptococcus gordonii, Lactococcus lactis или несколько видов лактобацилл. Чаще всего в медицине используют L. lactis и Lactobacillus.
Лактобактериальные вектора для борьбы с вирусами
Вирус иммунодефицита человека
Вирус иммунодефицита человека 1-го типа (ВИЧ-1) был отнесен к ряду поддающихся лечению хронических заболеваний, и тем не менее показатели инфицирования продолжают постоянно расти. К сожалению, ученым пока что не удается создать эффективную вакцину против ВИЧ. А использование лактобацилл в качестве векторов мукозальной вакцины может обеспечить усиленный иммунный ответ в типичных очагах инфекции. В нескольких исследованиях были изучены лактобациллы, экспрессирующие антигены ВИЧ, таким образом, нацеленные на вирус в наиболее распространенном месте инфекции, а именно в слизистой оболочке.
Папилломавирус
Вирусом ВПЧ страдают женщины, у которых на стенках поверхности женских половых органов образуются папилломы, данное заболевание может вызвать серьезные последствия (рак шейки матки) без должного лечения. Поэтому белки ВПЧ обычно экспрессируются на поверхности клеток рака шейки матки. В настоящее время существуют две одобренные вакцины против наиболее распространенных штаммов ВПЧ (вакцины Гардасил и Серварикс). Оба они генерируют защитные иммунные реакции через спонтанное образование вирусоподобных частиц капсидного белка ВПЧ L1. Хотя эти вакцины обеспечивают отличную защиту и представляют собой потенциальную терапию против рака, их стоимость неимоверно высока.
Поэтому ученые провели испытания, использовав лактобактериальные вектора (в их плазмиду они встроили ген, экспрессирующий капсидный белок ВПЧ L1) для экспрессии сывороточного IgG после подкожной инъекции у лабораторных животных.
Вирус гриппа
Все мы знаем, что вирус гриппа человека, является очень непредсказуемым заболеванием, возникающим ежегодно в мире. А непредсказуем он из-за того, что каждый новый штамм вируса меняет на своей поверхности белки, тем самым делая себя «непробиваемым» для вакцины. Использование лактобацилл, в состав которых ввели гены, экспрессирующие все белки вируса, показало, что пероральное введение штамма L. Plantarum индуцировало образование бронхиальных IgA и сывороточных IgG.
Коронавирус
До недавнего времени, данный вирус был опасен только для животных, особенно на свинофермах и птицефабриках. Коронавирусы обычно проникают через желудочно-кишечный тракт у скота и дыхательные пути у птиц и людей, вызывая опасные заболевания. Использование лактобактерий во время исследований на лабораторых животных, так же приводили к образованию сывороточных IgG и IgA.
Ротавирус
Диарейная болезнь является второй ведущей причиной смерти у детей в возрасте до 5 лет во всем мире. В настоящее время существует две модифицированные живые вакцины, лицензированные во всем мире. К сожалению, обе вакцины имеют ограниченную (от 50% до 60%) эффективность в развивающихся странах и связаны с низким уровнем риска инвагинации. Рекомбинантная Лактобацилла (на основе свойств пробиотиков) могла бы обеспечивать безопасность, не уступая вакцинам, индуцируя образование IgA и IgG.
Вирусы, связанные с рыбой
Аквакультура является важной парадигмой обеспечения продовольствием, и вместе с ней возникают типичные патогенные проблемы, с которыми сталкиваются крупные животноводческие фермы. Вакцинация против патогенных микроорганизмов рыб может быть выполнена путем внутрибрюшинного введения (что может быть нецелесообразно с точки зрения затрат), погружения или перорального введения через корм, причем последние два варианта страдают от отсутствия стойкости вакцины в воде и от особенно сильной толерантности слизистой оболочки, наблюдаемой у рыб Лактобациллы вакцинные векторы могут обеспечить эффективную и легко управляемую систему для рыбоводства.
