Чтобы усилить действие вакцинации на иммунную систему при наличии раковых клеток, исследователи разработали микрокапсулы паутинного шелка, которые способны доставлять вакцину непосредственно в «сердце» иммунных клеток.
Для борьбы с онкопатологией исследователи все чаще используют вакцины, которые стимулируют иммунную систему выявлять и уничтожать опухолевые клетки. Однако не всегда можно получить желаемый иммунный ответ. Чтобы усилить эффективность воздействия вакцин на иммунную систему — и особенно на Т-лимфоциты, — исследователи из университетов Женевы (University of Geneva — UNIGE), Швейцария, Фрайбурга (Freiburg University — UNIFR), Германия, Мюнхена (Munich University), Германия, и Байройта (University of Bayreuth), Германия, в сотрудничестве с немецкой компанией AMSilk разработали микрокапсулы на основе паутинного шелка, которые способны доставлять вакцину непосредственно внутрь иммунных клеток. Описание этого процесса опубликовано в журнале «Biomaterials». Он может быть применен к профилактическим вакцинам для защиты от инфекционных заболеваний и представляет собой важный шаг на пути к производству стабильных, простых в использовании вакцин, устойчивых к самым экстремальным условиям хранения.
Наша иммунная система в значительной степени основана на двух типах клеток: В-лимфоцитах, которые продуцируют антитела, необходимые для защиты от различных инфекций, и Т-лимфоцитах. В случае рака и других инфекционных заболеваний, таких как туберкулез, необходимо стимулировать выработку Т-лимфоцитов. Однако механизм их активации более сложный, чем у B-лимфоцитов: для запуска ответа необходимо использовать пептид — небольшую часть белка, которая, если вводить ее саму по себе, быстро расщепляется организмом даже до достижения своей цели.
«Для разработки иммунных препаратов, эффективных против рака, важно сформировать значительный ответ Т-лимфоцитов, — отметила профессор Кэрол Буркин (Carole Bourquin), специалист в области противоопухолевой иммунотерапии на кафедре медицины и науки UNIGE, которая руководила этой работой. — Поскольку настоящие вакцины имеют ограниченное действие только на Т-клетки, крайне важно разработать другие методики вакцинации, чтобы преодолеть эту проблему».
Практически нерушимая капсула
Ученые использовали синтетические биополимеры на основе паутинного шелка — легкого, биокомплаентного, нетоксичного материала, который обладает высокой устойчивостью к разрушению от действий света и тепла. «Мы воссоздали этот специальный шелк в лаборатории, чтобы поместить в него пептид с характеристиками вакцины», — объясняет Томас Шейбель (Thomas Scheibel), всемирно известный специалист по паутинному шелку из Университета Байройта, который участвовал в исследовании. Т. Шейбель добавил, что полученные белковые цепи затем поддаются высаливанию для образования инъекционных микрочастиц.
Шелковые микрочастицы образуют транспортную капсулу, которая защищает пептид вакцины от быстрого расщепления в организме и доставляет его в центр лимфатических узлов, тем самым значительно увеличивая иммунный ответ в виде выработки Т-лимфоцитов. «Наше исследование доказало обоснованность нашей техники, — говорит К. Буркин. — Мы продемонстрировали эффективность новой стратегии вакцинации, которая является чрезвычайно стабильной, простой в изготовлении и легкой в настройке».
Новая модель вакцины
Частицы синтетического шелка-биополимера демонстрируют высокую устойчивость к теплу, выдерживая более 100 °C в течение нескольких часов без повреждений. Теоретически этот процесс позволил бы разработать вакцины, не требующие добавления вспомогательных веществ и холодовых цепей. Это является неоспоримым преимуществом, особенно в развивающихся странах, где одной из наибольших трудностей является сохранность вакцин. Впрочем одним из ограничений этого процесса является размер микрочастиц: в то время как концепция в принципе применима к любому пептиду, которые все достаточно малы для включения в протеины шелка, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, является ли также возможным включение в него более крупных антигенов, используемых в стандартных вакцинах, особенно против вирусных заболеваний.
Когда наука имитирует природу
«Все больше и больше ученые пытаются подражать природе в том, что она делает лучше всего, — подчеркнул Т. Шейбель. — Этот подход даже имеет название: «вдохновлено природой», что мы и сделали именно здесь». Свойства паутинного шелка делают его особенно интересным продуктом: биокомплаентным, твердым, тонким, биоразлагаемым, устойчивым к экстремальным и даже антибактериальным условиям. Он может быть представлен для многоразового пользования и использоваться в разработке раневых повязок и шовного материала.
По материалам www.sciencedaily.com
Коментарі
Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим