Сибирская язва — потенциально смертельное заболевание, вызываемое бактерией Bacillus anthracis. Бактерии образуют споры, которые при вдыхании, проглатывании или попадании в кожу выделяют токсины.
Когда сибирская язва поражает легкие или кишечник, она может вызвать смерть в течение нескольких дней, в то время как кожная инфекция (кожная сибирская язва) менее опасна.Заражение может происходить в результате контакта с инфицированным домашним скотом, мясом или шкурами, но большинство людей знают о сибирской язве в результате ее использования в качестве биологического оружия, особенно во время атак 2001 года через почтовую систему США. Бактерия сибирской язвы может использоваться таким образом, потому что ее споры выживают в течение длительного времени и легко воспроизводятся.Международная исследовательская группа во главе с профессором Дэнни Альтманном из Имперского колледжа Лондона была профинансирована Национальным институтом здравоохранения США (NIH) для исследования новой формы вакцины против бактерии сибирской язвы.
В исследовании, опубликованном в PLOS Pathogens, основное внимание уделялось части токсина, известной как «смертельный фактор» (LF). Интерес к LF был вызван исследованиями группы турецких фермеров, у которых выработался естественный иммунитет к менее опасной форме кожной сибирской язвы.Изучая эту группу и используя модель мышей, исследователи картировали области токсина LF, нацеленные на защитные Т-лимфоциты (тип белых клеток, который необходим для иммунитета человека).
Они нашли конкретный компонент, который может лечь в основу вакцины, поскольку она вызывает высокоэффективный иммунный ответ и работает с широким кругом людей. Используя этот участок белка LF, они успешно защитили мышей от токсического воздействия бактерии сибирской язвы.Профессор Альтманн из Медицинского факультета Имперского колледжа Лондона сказал: «Мы обнаружили крошечный участок белка, который потенциально может защитить от этого ужасного заболевания. Хотя мы в основном работаем на молекулярном уровне иммунитета, мы хотели начать с более широкой картины, поэтому мы изучили сообщество турецких фермеров, подвергшихся воздействию сибирской язвы, чтобы увидеть, как развился их естественный иммунитет ».
Вакцинация стимулирует нашу иммунную систему вырабатывать защитные антитела. Токсические эффекты сибирской язвы вызваны комбинацией трех белков — защитного антигена (PA), фактора отека (EF) и летального фактора (LF). Сами по себе каждый из этих отдельных белков не токсичен, но они все же могут вызывать иммунный ответ в виде стимуляции белых кровяных телец. Это делает их потенциальными кандидатами для создания вакцины.
Первоначальные вакцины против сибирской язвы использовали ослабленные формы спор сибирской язвы, которые вызывали некоторые побочные эффекты. Совсем недавно исследователи разработали вакцины нового поколения для защиты военных от биотерроризма.До сих пор основное внимание уделялось белку защитного антигена (PA) как средству стимуляции иммунной системы, но эти вакцины требуют обширных режимов лечения, и есть опасения по поводу эффективности и долговечности.
Исследования иммунитета у турецких фермеров, у которых развилась кожная форма сибирской язвы, показали, что у них развился естественный иммунный ответ как на PA, так и на LF, что позволяет предположить, что иммунитет к белку летального фактора (LF) может способствовать защите.Работая как с образцами крови от ранее инфицированных фермеров, так и с моделью на мышах, исследователи подтвердили, что белок LF вызывает сильный иммунный ответ на сибирскую язву. Они отточили два конкретных участка, или пептидов, из которых состоит белок (LF 457-476 и LF 467-486), который стимулировал особенно сильный иммунитет и производил этот эффект в широком диапазоне генетических различий в «типе ткани».
Это увеличивает вероятность того, что вакцина на основе этих пептидов обеспечит защиту генетически разнообразных популяций человека.Наконец, в сотрудничестве с командой из лаборатории оборонной науки и технологий Портон-Даун исследователи обработали мышей вакциной на основе этого участка белка LF. Было показано, что это обеспечивает защиту мышей от токсического воздействия бактерии сибирской язвы.
«Возможно, 90% исследований вакцин против сибирской язвы были посвящены PA, но есть много других белков, которые следует учитывать, в том числе LF», — сказал профессор Альтманн. «В этом исследовании мы не пытаемся произвести революцию в нынешних вакцинах, а это длительный процесс. Скорее, мы пытаемся демистифицировать иммунологию этой пугающей инфекции, надеясь дать подсказки, которые помогут разработать будущие вакцины».
Исследование проводилось в сотрудничестве с исследователями из Имперского колледжа Лондона, Университета Ньюкасла, Лаборатории оборонной науки и технологий Портон-Дауна, Университета Мэриленда США и Комиссариата по атомной энергии Франции.