В недавнем эксперименте, который больше похож на научную фантастику, чем на урок естествознания, исследователи успешно разработали новую вакцинную платформу. В её основе обычная зубная нить с крошечными растворимыми микроиглами. Исследование, опубликованное в журнале Nature Biomedical Engineering переосмысляет роль привычных инструментов для создания адаптивных и доступных вакцин.
Вакцинация и ротовая полость
Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработали платформу с микроиглами для доставки антигенов вакцины через слизистую оболочку полости рта. Цель доклинических испытаний – понять, способен ли этот подход вызывать как местный, так и системный иммунный ответ. Все это часть стратегии, направленной на усиление защиты от патогенов, проникающих через дыхательные пути.
Этот новый метод нацелен на соединительный эпителий. Речь о «проницаемой» ткани. Это место, в котором дёсны соприкасаются с зубами. Именно эта проницаемая область служит иммунологической контрольной точкой, позволяя иммунным клеткам отслеживать бактерии, скапливающиеся вдоль линии десен.
Заинтригованные естественной проницаемостью, исследователи задались обманчиво простым вопросом: можно ли использовать этот оральный шлюз для доставки вакцин?
Контролируемые испытания нового типа вакцинации
Чтобы проверить идею, команда обратилась в лабораторию, где провела контролируемые эксперименты на мышах. Целью была десневая бороздка – проницаемая, густо васкуляризированная ткань с прямым доступом к иммунному механизму. Вместо шприцов ученые использовали полоску зубной нити: биоразлагаемые нити с растворимыми микроиглами, предназначенные для доставки антигенов непосредственно в ткань. Технически, ученые временно числились как стажёры по чистке зубов мышей зубной нитью.
А вот результаты оказались поразительными. У мышей, вакцинированных с помощью зубной нити, развился сильный иммунный ответ, охватывающий несколько звеньев иммунитета: антитела слизистой оболочки, системные антитела и Т-клетки, которые не раз разбирал в разрезе обсуждений кордицепса.
Эти результаты были достигнуты как ответ на использование самых разных форм вакцин: белковые антигены, инактивированный вирус, наночастицы и мРНК. В одном исследовании все мыши, вакцинированные против гриппа с помощью зубной нити, пережили обычно летальное вирусное заражение, в то время как невакцинированные мыши – умерли.
Вакцинированный фильтр для защиты организма
Эффективность этого необычного места для вакцинации обусловлена его биологическими особенностями. В отличие от кожи, которая служит прочным физическим барьером, соединительный эпителий от природы пористый.
Это уникальный шлюз. Слизистые оболочки — распространённая точка входа для респираторных патогенов, таких как грипп и COVID. Доставка вакцины позволяет вызывать иммунный ответ не только в кровотоке, но и непосредственно в том месте, где патоген пытается проникнуть в организм.
Харвиндер Сингх Гилл, автор-корреспондент исследования и профессор наномедицины в Университете штата Северная Каролина.
Этот двойной ответ критически важен. Традиционные инъекционные вакцины обычно стимулируют только системный иммунитет. Однако при введении в слизистые оболочки вакцины стимулируют выработку местных антител, таких как IgA. Эти антитела покрывают слизистые оболочки носа, горла и лёгких, создавая первую линию защиты.
Инновационная вакцинация. От мышей к людям
Чтобы изучить возможность применения этого метода к человеку, исследователи провели пилотное исследование, используя зубную нить, пропитанную красителем, вместо вакцины. Затем добровольцы использовали зубную нить для втирания красителя в десны, а именно в десневые бороздки. Примерно у 60% участников краситель успешно закрепился – многообещающий признак того, что ткани человека могут быть столь же восприимчивы к этому способу введения вакцины через рот.
Тем не менее, этот метод неприменим к младенцам и детям младшего возраста, у которых отсутствуют зубы, и исследователи отмечают, что его эффективность для людей с заболеваниями десен или инфекциями полости рта остается открытым вопросом.
Если дальнейшие исследования подтвердят безопасность и эффективность вакцины для людей, они могут однажды стать дополнительным средством, воздействующим на респираторные вирусы в точке их проникновения. Хотя необходимы дальнейшие исследования, исследование служит напоминанием о том, что медицинские инновации не всегда требуют высокотехнологичных решений, иногда достаточно просто переосмыслить привычный инструмент.
В последнее время часто пишу о том, что современная наука смещает акцент с открытий к переосмыслению имеющихся ресурсов. Человечество находит подручные инструменты для улучшения организма. Будь-то механизм раковых клеток, который защищает от аутоиммунных заболеваний, лекарство для похудения как эффективное средство от мигреней, или понимание связей между работой ЖКТ и мозга.
Мир науки становится более комплексным. Постоянное переобучение и интеграция знаний, повсеместное использование нейросетей – вот катализаторы прогресса, который сплавляет воедино биологии и технологии, ведя к сингулярности. Мы не стоим на её пороге, а прямо сейчас проходим через него.
Больше материалов про передовой край науки, который граничит с фантастикой – вы найдете в сообществе Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!