Работа, проведенная под руководством профессора Роберта Рида и доктора Джея Лавера из Саутгемптонского центра биомедицинских исследований NIHR и Саутгемптонского университета, является первой в своем роде.
Вместе они вставили ген в безвредный вид бактерий, который позволил им переживать в носоглотке и вызывать иммунный ответ. Затем они ввели эти бактерии интраназально здоровым добровольцам. Результаты, опубликованные в журнале Science Translational Medicine, показали сильный иммунный ответ против бактерий, вызывающих менингит. Эти данные также свидетельствуют о длительной защите.
Около 10% взрослых людей являются носителями N. meningitidis носоглоточной локализации без каких-либо симптомов. Однако у некоторых людей возбудитель может проникнуть в кровь. Это может привести к опасным для жизни состояниям, включая менингит и септицемию. "Дружественная" бактерия Neisseria lactamica также живет в носоглотке некоторых людей. Поселяясь там, она защищает от тяжелой формы менингита и она это делает, препятствуя развитию своего близкого родственника N. meningitidis.
Новые данные основываются на результатах предыдущей работы исследователей, направленной на использование этого природного явления. Это исследование показало, что капли в нос с N. lactamica предотвратили развитие N. meningitidis у 60% участников. N. lactamica блокировала своего смертельно опасного сородича. Это подтолкнуло к работе над тем, чтобы сделать N. lactamica еще более эффективным средством для вытеснения N. meningitidis. Для этого ученые передали ему одно из ключевых оружий N. meningitidis - поверхностный белок адгезии, который позволяет патогенам прикрепляться к клеткам слизистой носа. Вставив копию гена этого белка в ДНК N. lactamica, они уравняли шансы.
Помимо того, что модифицированные бактерии вызывали более сильный иммунный ответ, они дольше сохранялись. Находясь в организме в течение как минимум 28 дней и сохраняясь у большинства участников (86%) в течение 90 дней, они не вызывали никаких неблагоприятных симптомов. Результаты исследования являются многообещающими для этого нового способа предотвращения опасных для жизни инфекций без применения лекарств. Этот подход может стать решающим в условиях растущей резистентности к противомикробным препаратам.
Джей Лавер, старший научный сотрудник отдела молекулярной микробиологии Саутгемптонского университета, прокомментировал: "Хотя это исследование выявило потенциал нашей рекомбинантной технологии в отношении N. lactamica для защиты людей от менингококковой инфекции, лежащая в основе технология имеет более широкое применение".
"Теоретически возможно экспрессировать любой антиген в бактериях, а это значит, что мы можем потенциально адаптировать комменсалов для борьбы с множеством инфекций, которые проникают в организм через верхние дыхательные пути", -
отметил он. "Помимо доставки антигенов вакцин, достижения синтетической биологии означают, что в ближайшем будущем мы сможем использовать генетически модифицированные бактерии для производства и доставки молекул терапевтических препаратов. Эта работа показала, что можно защитить людей от тяжелых заболеваний, используя капли для носа, содержащие генетически модифицированные дружественные бактерии. Мы считаем, что это может стать очень успешным и популярным способом защиты людей от целого ряда заболеваний в будущем".
Jay R. Laver et al. Рекомбинантная комменсальная бактерия вызывает гетерологичный антиген-специфический иммунный ответ при фарингеальном носительстве (аннотация).
Носоглотка человека содержит стабильную микробную экосистему, состоящую из комменсальных и потенциально патогенных бактерий, которые могут вызывать защитные первичные и вторичные иммунные реакции. Экспериментальное интраназальное заражение взрослых людей комменсальной бактерией Neisseria lactamica привело к безопасной и устойчивой колонизации носоглотки. Это потенциально полезно в качестве средства для длительного высвобождения антигена в слизистую оболочку человека, но комменсалы в целом считаются иммунологически толерантными. В данном исследовании мы показали, что сконструированная N. lactamica, хромосомно трансформированная для экспрессии гетерологичного вакцинного антигена, безопасно вызывает системные, антиген-специфические иммунные ответы во время носительства у человека.
Когда N. lactamica, экспрессирующая менингококковый антиген Neisseria Adhesin A (NadA), была интраназально введена человеческим добровольцам, все колонизированные участники переносили бактерии бессимптомно в течение как минимум 28 дней, а большинство (86%) продолжали переносить бактерии в течение 90 дней. По сравнению с изогенным, но фенотипически диким штаммом, колонизация NadA-экспрессирующей N. lactamica приводила к образованию NadA-специфических иммуноглобулинов G (IgG) и IgA-секретирующих плазматических клеток в течение 14 дней после колонизации и NadA-специфических IgG клеток памяти B в течение 28 дней после колонизации. NadA-специфические IgG клетки памяти B были обнаружены в периферической крови колонизированных участников в течение как минимум 90 дней. В течение этого же периода наблюдалась сероконверсия против NadA и выработка бактерицидных антител в сыворотке крови против менингококка, экспрессирующего NadA.Контролируемая инфекция была безопасной, и в течение 90-дневного периода не произошло передачи инфекции взрослым совместно проживающим людям.
Таким образом, генетически модифицированные N. lactamica могут быть использованы для выработки благоприятного иммунного ответа на гетерологичные антигены при длительном фарингеальном носительстве.
