Иммунитет без вакцин

Иммунные клетки вооружили против трудных вирусов

Кирилл Стасевич, Наука и жизнь (nkj.ru) по материалам Hutch News: Engineering vaccine-like protection without a vaccine.

Вакцины учат иммунитет узнавать опасные микробы до того, как они попадут в организм. Иммунным клеткам показывают либо ослабленных патогенов, либо какие-то молекулы, по которым их можно узнать – и иммунитет их запоминает.

Это значит, что теперь у нас есть группа иммунных клеток, которые в случае чего сразу начнут синтез антител против вируса или бактерии. Нужные антитела не придётся долго подбирать, дело только за тем, чтобы синтезирующие их клетки быстро проснулись и размножились.

Но против некоторых патогенов никак не удаётся создать достаточно эффективных вакцин. Например, до сих пор нет вакцин от ВИЧ, вируса гриппа, респираторно-синцитиального вируса, вызывающего инфекцию дыхательных путей. Это происходит оттого, что вирусы могут очень быстро меняться, и та вакцина, которая защищала от гриппа год назад, в следующем году уже не будет эффективной: у вируса изменились те молекулы, по которым иммунные клетки узнавали его раньше. 

С другой стороны, у вирусных белков в молекулах есть такие участки, которые должны оставаться неизменными, иначе вирус не сможет заражать клетки и размножаться. Поэтому в последнее время исследователи активно ищут методы, с помощью которых иммунитет можно было бы натаскать именно на такие важные молекулярные структуры. Собственно, сама иммунная система в конце концов начинает синтезировать антитела против неизменяющихся фрагментов в вирусных белках, но это происходит слишком поздно, и синтезируются подобные антитела не очень эффективно – то есть иммунитету здесь нужно помочь.

Сотрудники Онкологического исследовательского центра им. Фреда Хатчинсона предлагают радикальный способ – не нужно делать никаких вакцин, нужно просто с помощью генетической инженерии снабдить иммунные клетки генами нужных антител. Мы знаем, как получаются антитела, знаем, какие участки в их молекулах отвечают за распознавание чужеродных белков, и знаем, как должны выглядеть антитела, нацеленные против того или иного вирусного белка.

Метод, который позволяет с большой точностью редактировать клеточную ДНК – это небезызвестный CRISPR/Cas. Суть его в том, что в клетку вводят фермент, который режет в ДНК в строго определённом месте. Клетка должна исправить повреждение, но исправляет она его в соответствии с шаблоном – кусочком ДНК, который, который вводят в неё вместе с тем ферментом, который резал её собственную ДНК. 

Что нужно сделать, чтобы иммунитет мог синтезировать антитела против какого-нибудь «невакцинабельного» вируса? Нужно взять порцию В-лимфоцитов и отредактировать их гены, кодирующие иммуноглобулины – так, чтобы они распознавали консервативные участки вирусных белков. Именно это и проделали Джастин Тейлор (Justin J. Taylor) и его коллеги. 

Для эксперимента они взяли мышиные и человеческие В-клетки, в которых методом CRISPR/Cas редактировали гены иммуноглобулинов так, чтобы получились антитела против ВИЧ, или гриппа, или вируса Эпштейна-Барр, или респираторно-синцитиального вируса – все четверо относятся к трудным вирусам в смысле невозможности создать вакцину против них. Затем клеткам устраивали встречу с настоящими вирусами, и они действительно начинали синтезировать нужные антитела.

Но будут ли такие В-клетки эффективны в организме? Чтобы узнать это, мышиные В-лимфоциты с антителами против респираторно-синцитиального вируса вводили обратно мышам, которых потом заражали вирусом. Через пять дней у животных с отредактированными В-лимфоцитами вируса почти не осталось, а вот у обычных мышей без отредактированных В-лимфоцитов вируса было очень и очень много. 

Более того, такие В-клетки эффективно защищали от инфекции даже тех мышей, у которых из-за мутации почти не было собственных Т- и В-лимфоцитов. Конечно, пожизненного иммунитета этот метод пока не даёт (время жизни В-лимфоцитов – несколько недель), но подопытные мыши были защищены от инфекции в течение по меньшей мере 82 дней.

Результаты экспериментов описаны в Science Immunology (Moffet et al., B cells engineered to express pathogen-specific antibodies protect against infection). Это не первая попытка научить иммунитет синтезировать нужные антитела, просто снабдив иммунные клетки соответствующими генами, но на сей раз авторам работы удалось избежать некоторых проблем, которые возникали в более ранних исследованиях (например, сейчас гены иммуноглобулинов редактировали так, чтобы устранить вероятность аутоиммунных реакций). В перспективе такие клетки могут пригодиться не только в борьбе с вирусами, но и при других заболеваниях, где от иммунитета нужны антитела, которые он по какой-то причине не синтезирует.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru