Крупный план структур белковых комплексов может привести к созданию лучших вакцин против гриппаКрупный план структур белковых комплексов может привести к созданию лучших вакцин против гриппа
Сезонные вакцины против гриппа рекомендуются всем в возрасте шести месяцев и старше как лучший способ предотвратить серьезные заболевания или смерть от этого распространенного респираторного заболевания.
Но вакцины против гриппа, которые стимулируют образование защитных антител, направленных на вирусный белок гемагглютинин (ГА), должны переформулироваться и вводиться повторно каждый год. Эта обременительная процедура необходима, поскольку мутации в ГА могут привести к несоответствию между штаммами вируса гриппа, на которые направлены вакцины данного года, и преобладающими циркулирующими штаммами вируса. Если индуцированные вакциной антитела не полностью распознают измененный ГА в циркулирующих штаммах, они могут не обеспечить оптимальную защиту от инфекции. Вакцина против гриппа с повышенной способностью вызывать "перекрестно-реактивные" антитела - те, которые способны распознавать и связываться с измененным ГА в циркулирующих штаммах - вероятно, обеспечит лучшую защиту.
Недавно исследователи NIAID под руководством Одрея Харриса, сделали шаг к созданию таких улучшенных сезонных вакцин против гриппа, используя электронную микроскопию (ЭМ) и связанную с ней технологию, называемую криоэлектронной томографией, для изучения структур комплексов ГА в четырех коммерчески доступных вакцинах против гриппа. "С помощью ЭМ и крио-ЭМ мы можем непосредственно визуализировать расположение молекул ГА в каждой вакцине", - рассказывает Харрис. "Мы хотели увидеть, существуют ли структурные различия, и исследовать, могут ли обнаруженные различия коррелировать с разным иммунным ответом после вакцинации".
В результате визуализации было установлено, что конкретные формы, сочетания и обилие различных структур ГA-комплекса варьируют между вакцинами. Например, две вакцины, Flublok и FluzoneHD, содержали различное количество структур в форме морской звезды, в которых несколько молекул ГА излучались из центрального ядра. Одна вакцина, Fluad, содержала сложную структуру ГА, не встречающуюся в других. Названные исследователями "шипованными нанодисками", эти недавно описанные структуры содержат до 50 молекул ГА, расположенных по периферии двух параллельных пластиноподобных центральных дисков. Шипы демонстрируют как округлую головку, так и стебель молекулы ГА. Стебель ГА менее подвержен изменениям, чем головка, и многочисленные кандидаты в вакцины против гриппа нового поколения разработаны таким образом, чтобы индуцировать антитела, направленные на него.
Затем все четыре коммерческие вакцины были введены молодым мышам, которые ранее не подвергались воздействию вируса гриппа. Вакцина Fluad, содержащая комплекс ГA, отображенный на нанодисках с шипами, вызвала самый высокий уровень перекрестных реакций антител. Харрис отмечает, что эти исследования на животных на ранней стадии не могут быть непосредственно перенесены на людей, поскольку, помимо других причин, люди обычно подвергаются воздействию вируса гриппа в результате вакцинации или естественного инфицирования в самом начале жизни, в отличие от мышей, которые использовались в исследовании, не болевших гриппом.
В настоящее время в лаборатории Харриса проводятся дальнейшие исследования, чтобы лучше понять роль, которую играют нанодиски с шипами. Возможно, объясняет он, специфическое расположение нескольких молекул головки и ножки ГА на каждом диске позволяет иммунной системе получить более открытый "вид" на этот компонент вакцины, что, в свою очередь, позволяет вырабатывать больше перекрестно-реактивных антител.
Харрис отмечает, что, хотя им предстоит еще много работы для подтверждения этих первых результатов, "наше прямое видение комплексов ГА в каждой вакцине дает нам уникальную возможность, и мы считаем, что эти новые нанодиски могут открыть путь к улучшению сезонных вакцин против гриппа".
