Используя ту же платформу мРНК, что и для вакцин против Ковида, исследователи создали вакцину, которая предотвращает заражение мышей болезнью Лайма.
После прогулки по лесу или полю с высокой травой органы здравоохранения многих стран советуют проверить одежду, домашних животных и тело на наличие нежелательных попутчиков - клещей. Эти членистоногие питаются кровью млекопитающих - мышей, оленей, домашнего скота, людей, а также ящериц и птиц. Кроме того, иксодовые клещи выступают в роли переносчиков, передавая хозяину во время питания болезнетворные бактерии, вирусы или простейшие.
Особую озабоченность ученых вызывают клещи, передающие бактерии из комплекса Borrelia burgdorferi sensu lato - группы спирохет, включающей изначально открытый вид B. burgdorferi. Исследователи установили, что некоторые из геновидов этого комплекса вызывают болезнь Лайма у человека. На ранних стадиях заболевания у пациентов часто наблюдается кожная сыпь, распространяющаяся от места укуса, а также лихорадка, головная боль и утомляемость. Хотя врачи лечат диагностированных пациентов антибиотиками, невыявленная болезнь Лайма приводит к более серьезным симптомам, включая менингит, эндокардит, артрит и лицевой паралич. В связи с этим исследователи ищут подходы, предотвращающие новые инфекции. В недавно опубликованной работе в журнале Molecular Therapy ученые создали вакцину против болезни Лайма на основе мРНК.
"Это самое распространенное трансмиссивное заболевание в США", - говорит Мэтью Пайн, ведущий автор исследования из Пенсильванского университета. Из-за изменения климата и фрагментации среды обитания распространенность болезни Лайма быстро растет в Северной Америке и Европе. "Когда я начинал учиться в аспирантуре, я руководствовался тем, что ежегодно [в США] регистрируется около 300 тыс. случаев заболевания. Но через четыре года моей научной работы стандартная цифра изменилась и составила почти 500 000 случаев".
Пайн и его коллеги, включая Дрю Вайсмана, который вместе с Каталин Карико был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 2023 года за работу по созданию мРНК-вакцин, разработали вакцину на основе липидных наночастиц, инкапсулированных в нуклеозид, модифицированных мРНК, кодирующих белок внешней поверхности A (OspA) B. burgdorferi. OspA широко распространен среди бактерий, входящих в комплекс B. burgdorferi sensu lato, что делает его отличной мишенью. Однако это не первая профилактическая вакцина, нацеленная на OspA. В 1998 г. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) одобрило для применения у человека вакцину на основе рекомбинантного белка OspA под названием LYMErix, произведенную компанией GlaxoSmithKline (GSK). Однако некоторые исследователи стали опасаться, что эта вакцина может вызвать артрит. Хотя ученым не удалось найти доказательств, подтверждающих эти утверждения, эффективная вакцина была добровольно изъята компанией GSK из продажи. В настоящее время новая рекомбинантная вакцина с белком OspA проходит III фазу клинических испытаний, но пока нет профилактических вакцин, одобренных FDA для профилактики болезни Лайма у людей.
Исследователи сначала проверили, как их вакцина с мРНК OspA влияет на клетки адаптивной иммунной системы, изолируя иммунные клетки от мышей, иммунизированных мРНК OspA, белком OspA, или контрольной мРНК, и количественно оценивая их с помощью проточной цитометрии. По сравнению с белковой и контрольной вакцинами, вакцина с мРНК OspA индуцировала большую долю В-клеток памяти в селезенке, где эти клетки усиливают адаптивный иммунный ответ после повторной экспозиции антигена. Более того, у мышей, вакцинированных мРНК OspA, в костном мозге увеличилось количество долгоживущих плазматических клеток, продуцирующих антитела, в отличие от мышей, иммунизированных контрольной мРНК, но не иммунизированных белком OspA.
Чтобы проверить, влияют ли эти различия в частоте встречаемости иммунных клеток на выработку антител, исследователи отобрали образцы сывороток у мышей, вакцинированных и получивших одну из трех вакцин. С помощью иммуноферментного анализа было установлено, что мРНК OspA повышала титр IgG против OspA по сравнению с другими вакцинами. Это позволило предположить, что вакцина на основе мРНК обладает большей иммуногенностью, чем вакцина на основе белка.
Кроме того, Пайн и его коллеги изучили защитную эффективность трех вакцин против инфекции, иммунизировав мышей и заразив их B. burgdorferi. Используя количественную ПЦР для обнаружения бактерий, исследователи обнаружили, что 80% мышей, вакцинированных мРНК OspA, были защищены от заражения B. burgdorferi по сравнению с 50% и 0% мышей с белком OspA и контрольной мРНК, соответственно. Это свидетельствует о том, что их вакцина с мРНК OspA также обладает большей эффективностью, чем вакцина с белком OspA, и позволяет предположить, что клиницисты могут разработать вакцину на основе мРНК для профилактики болезни Лайма у людей.
"Я думаю, что для вакцин против болезни Лайма чем больше вариантов, тем лучше", - отметила Мария Гомес-Солецки, микробиолог и иммунолог из Научного центра здоровья Университета Теннесси, которая не принимала участия в исследовании. Ее группа недавно разработала интраназальную вакцину на основе OspA с использованием вирусного вектора и обобщила полученные результаты в препринте, опубликованном на сайте Research Square. Однако она задается вопросом, были бы результаты авторов такими же, если бы они исследовали иммуногенность и эффективность мРНК- и белковых вакцин в более поздние сроки. "В течение шестимесячного периода, о котором идет речь в данной работе... я не думаю, что между этими двумя [вакцинами] будет много различий", - заявила Гомес-Солецки. "Если же вы проведете долгосрочное исследование, более одного года, ... тогда вы, возможно, начнете видеть [больше] различий между методами доставки".
Пайн приписывает свой успех в этом проекте исследователям, которые консультировали его по ходу работы. "Было очень полезно получить наставничество от других ученых, которые были экспертами в своей области, взяли меня под свое крыло и помогли мне вырасти как ученому", - вспоминает Пайн. После окончания аспирантуры он работает научным сотрудником в компании InVitro Cell Research, где занимается изучением РНК-терапевтических препаратов, в том числе на основе мРНК. "Я думаю, что [это исследование] еще раз демонстрирует силу мРНК и тот потенциал, который она несет".
