Исследователи Массачусетского технологического института ввели мышам вакцину, называемую «частичная вакцина», в которой используется имитирующий вирус каркас, состоящий из частиц ДНК вместо обычных белковых частиц. Он не только вызывает сильный иммунный ответ, но и позволяет избежать нецелевых эффектов, которые иногда возникают при использовании белков.
Частичные вакцины обычно изготавливаются из белковых каркасов вирусных частиц, которые несут множество копий вирусных антигенов. Поскольку они имитируют природные вирусы, эти вакцины вызывают более сильный иммунный ответ, чем традиционные вакцины. Они активируют В-клетки, заставляя их вырабатывать специфические антитела против доставленного антигена.
Однако одним из потенциальных недостатков вакцин в виде частиц является то, что белковый каркас стимулирует выработку антител против него и антигена, который он несет (также белка), тем самым снижая силу ответа иммунной системы на антиген. Кроме того, поскольку организм вырабатывает антитела против белковой платформы, это ограничивает ее будущее использование в качестве вектора вакцины, даже для различных вирусов.
Теперь исследователи из Массачусетского технологического института разработали каркас на основе ДНК, который позволяет обойти эту проблему, гарантируя, что иммунная система реагирует только на антиген, а не на платформу.
«Сами по себе наночастицы ДНК не являются иммуногенными», — сказал Дэниел Лингвуд, один из авторов исследования. «Если вы используете платформу на основе белка, вы получаете такой же высокий уровень антител к платформе, как и к интересующему антигену, что усложняет повторное использование платформы, поскольку в организме вырабатывается высокоаффинная иммунная память о ней».
Для создания каркасов исследователи использовали использованную ранее технику под названием «ДНК-оригами», которая предполагает сворачивание ДНК так, чтобы она имитировала структуру вируса. Эта технология позволяет прикреплять различные молекулы, например вирусные антигены, к определенным местам. Прикрепив рецептор-связывающую часть белка спайкового вируса SARS-CoV-2 к каркасу ДНК, они протестировали его на мышах. Они обнаружили, что у мышей не вырабатываются антитела к каркасу, как при использовании белкового каркаса, а только к SARS-CoV-2.
Марк Бат, еще один автор-корреспондент, сказал: «В этом исследовании мы обнаружили, что ДНК не индуцирует антитела, которые отвлекают внимание от соответствующих белков. Вы можете себе представить, что ваши В-клетки и иммунная система полностью обучаются работе с целевым антигеном, и это именно то, чего вы хотите — чтобы ваша иммунная система сфокусировалась лазером на интересующем антигене».
В отличие от Т-клеток, стимулируемых другими типами вакцин, В-клетки могут сохраняться десятилетиями, обеспечивая долгосрочную защиту. «Многие люди в области иммунологии очень заинтересованы в твердых вакцинах, потому что они могут создавать сильный гуморальный иммунитет, то есть иммунитет, основанный на антителах, который отличается от иммунитета, основанного на Т-клетках, а мРНК-вакцины, по-видимому, сильнее стимулируют Т-клеточный иммунитет», — сказал Бате.
Результаты показывают, что каркас ДНК является эффективной альтернативой белковым платформам, не вызывая нецелевых эффектов, и в настоящее время исследователи изучают, можно ли использовать его для одновременной доставки различных вирусных антигенов, чтобы обеспечить защиту от ряда вирусов.
«Мы заинтересованы в том, сможем ли мы позволить иммунной системе генерировать более высокий уровень иммунитета против патогенов, от которых защищают традиционные подходы к вакцинации, таких как грипп, ВИЧ и SARS-CoV-2», — сказал Лингвуд.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.