С повсеместными вакцинациями от различных заболеваний люди могут удивиться, узнав, что мы всё ещё не имеем вакцин от многих весьма распространённых инфекционных заболеваний.
Например, возьмём сальмонеллу, которой можно заразиться через еду, воду и животных. Согласно данным ВОЗ, небрюшнотифозная сальмонелла каждый год поражает более 95 миллионов человек по всему миру, приводя к 2 миллионам смертей. На данный момент для людей не существует вакцины от сальмонеллы, а некоторые её штаммы резистентны к антибиотикам.
Точно также, как учёные тратили десятилетия на создание базиса для разработки новых вакцин, исследователи из Флоридского университета (UF) под руководством Мариолы Эдельманн на кафедре микробиологии и клеточных наук Колледжа сельского хозяйства и естествознания на базе UF Института питания и сельского хозяйства (UF\IFAS) закладывают сейчас основу для создания эффективной вакцины от сальмонеллы и других трудноизлечимых бактериальных инфекций. В их исследовании, опубликованном в журнале PLOS Pathogens, и поддержанном Национальным институтом здравоохранения США, учёные из UF\IFAS показали новый подход к запуску иммунитета против сальмонеллы.
Как сказала Винни Хуэй, первый автор статьи, бывшая во время исследования докторантом по микробиологии и клеточным наукам, этот подход использует преимущества взаимодействия клеток между собой.
«Клетки взаимодействуют друг с другом благодаря внеклеточным везикулам (EV). Можно представить их в качестве молекулярных телефонов, по которым клетки разговаривают друг с другом», — сказала Хуэй, которая закончила обучение в Колледже сельского хозяйства и естествознания UF/IFAS в 2019 году и сейчас является постдокторским исследователем в Медицинском колледже UF в отделе ревматологии и клинической иммунологии.
«Носители EV прежде не изучались в контексте борьбы с кишечными бактериальными инфекциями, так что это именно то новое, что мы привнесли в ходе исследования», — сказал Эдельманн, ведущий автор исследования, директор диссертации Хуэй и доцент кафедры микробиологии и клеточных наук.
Эдельманн предположил, что специфический тип EV — мультибелковый комплекс экзосомы, является частью иммунного ответа на сальмонеллу и в один прекрасный день может стать ключом к разработке вакцины.
Чтобы проверить свою идею, команда исследователей взяла экзосомы из лейкоцитов, заражённых сальмонеллой. Внутри экзосом, размер которых в поперечнике составлял всего несколько нанометров, они обнаружили антигены к сальмонеллам, которые представляют собой кусочки белка сальмонеллы, вызывающие иммунный ответ.
Как сказала Лиза Эмерсон, один из соавторов исследования и студент-докторант в лаборатории Эдельмана, далее они хотели узнать, могут ли эти экзосомы работать как вакцины, помогая организму выстраивать защиту против сальмонеллы.
«Мы поместили экзосомы в нанопузырьки, которые вдыхали мыши. Позже мы начали тесты, чтобы понаблюдать за тем, как ответит из иммунная система», — сказала Эмерсон, которая работает в Колледже сельского хозяйства и естествознания UF/IFAS.
Исследователи обнаружили, что после введения экосом с антигенами сальмонелл, эти экзосомы сконцентрировались в тканях, производящих слизь, активируя специфические клетки в этих местах. Неделей позже мыши произвели антитела против сальмонеллы и специфические иммунные клеточные реакции, которые обычно нацелены на элиминацию этой бактерии. Это очень многообещающий результат для исследователей.
«Есть два типа иммунного ответа, происходящего, когда наши тела встречаются с патогеном. Первый называется врождённым иммунитетом, он моментально реагирует на инфекцию, но менее специфичен. Другой ответ называется адаптивным иммунитетом, и этот защитный ответ специально адаптирован к определённому патогену, но для его развития требуется больше времени. Экзосомы производятся заражёнными лейкоцитами и стимулируют оба типа этих реакций», — сказала Хуэй.
Хотя полученные результаты уже являются многообещающими, они требуют дополнительных исследований, прежде чем мы получим работающую на людях вакцину от сальмонеллы.
«Наше исследование определило новую роль экзосом в защитном ответе против сальмонеллы, но мы также считаем, что экзосомы могут найти более широкое применение и для других кишечных инфекций и за их пределами», — сказал Эдельман.
«Экзосомы обладают уникальной способностью капсулировать ценные грузы, обеспечивая его доставку в целевые ткани. Для многих инфекций и состояний такая точечная доставка терапевтически полезной нагрузки имеет значение, и сейчас мы оцениваем резонность использования экзосом в достатке груза в другие ткани на наш выбор», — сказал Эдельманн, чья работа поддерживается несколькими федеральными фондами, сосредоточенными на роли внеклеточных везикул в бактериальных инфекциях и болезнях, а также направленной на пациента терапии против кишечных инфекций.