В США разрабатывается новая технология создания вакцин, в которой мельчайшие частицы золота имитируют вирусы и переносят специфические белки к иммунным клеткам. Новый подход отличается от традиционного, основанного на мертвых или ослабленных вирусах, и протестирован in vitro на F-белке респираторно-синцитиального вируса.

Респираторно-синцитиальный вирус (РСВ) является ведущей причиной инфекций нижних дыхательных путей. Ежегодно он инфицирует около 65 миллионов человек, преимущественно, детей и людей пожилого возраста. Для нескольких сотен тысяч заболевших встреча с РСВ заканчивается фатально.

Токсический эффект РСВ зависит, в частности, от специфического белка, так называемого F-белка, покрывающего его поверхность. Белок позволяет вирусу проникать в цитоплазму клеток, а также вызывает их слипание, что затрудняет удаление вируса из организма. Поэтому естественная защита организма от РСВ направлена на F-белок. Вакцина, доставляющая его к специализированным клеткам иммунной системы, вызвала бы иммунный ответ, который организм «вспомнил» бы при инфицировании реальным вирусом. Однако при создании такой вакцины ученые до сих пор сталкивались с серьезными трудностями.

Созданные специалистами Университета Вандербильта (Vanderbilt University) мельчайшие золотые наностержни – шириной 21 и длиной 57 нанометров, – по форме и размерам почти полностью совпадают с настоящим вирусом. Благодаря физическим и химическим свойствам самих наностержней, ученым удалось прочно связать с ними молекулы F-белка РСВ.

Исследователи протестировали способность наностержней доставлять F-белок к дендритным клеткам иммунной системы, полученным из образцов человеческой крови.

Функция дендритных клеток заключается в передачи важной информации о вирусах, в частности, о находящихся на их поверхности белках, клеткам, ответственным за непосредственную атаку на «захватчиков».

Добавив покрытые F-белком наностержни к образцу дендритных клеток, ученые проанализировали пролиферацию Т-клеток как показатель иммунного ответа. По сравнению с непокрытыми белком наностержнями и свободным F-белком конъюгаты наночастиц и молекул F-белка значительно усилили пролиферацию.

Эксперименты не только доказали, что покрытые белком наностержни способны имитировать вирусы и стимулировать иммунный ответ, но и продемонстрировали, что они нетоксичны для человеческих клеток, что делает возможную будущую вакцину более безопасной.

«Вакцина против РСВ, который является основной причиной вирусных пневмоний у детей, крайне необходима. Нам удалось разработать методы, позволяющие связать F-белок РСВ с мельчайшими частицами и представить его клеткам иммунной системы в формате, физически имитирующем этот вирус. Кроме того, сами эти частицы не обладают инфекционными свойствами», – прокомментировал исследование его руководитель профессор Джеймс Кроу (James Crowe).

Он считает, что использование золотых наностержней не должно ограничиваться РСВ.

«Эта платформа может быть использована для разработки экспериментальных вакцин практически против любого вируса, а также против более крупных микроорганизмов – бактерий и грибов».

Доказав, что основанные на наночастицах кандидатные вакцины способны стимулировать иммунные клетки человека in vitro, ученые планируют в ближайшее время перейти к экспериментам на животных.

Статья о результатах исследования Gold nanorod vaccine for respiratory syncytial virus опубликована в журнале Nanotechnology.