Генная терапия для защиты от гриппа

Видео: Здоровье. Грипп наступает. Как защититься? (16.10.2016)

Научные сотрудники Школы медицины Перельмана при Университете Пенсильвании (США) разработали новую генную терапию, которая способна защитить нас от возможных эпидемий гриппа.

Доктор Джеймс М. Уилсон и его коллеги из отделения патологии и лаборатории медицины продемонстрировали, как одна доза аденоассоциированного вируса (AAV) вызывает продукцию антител, нейтрализующих возбудитель гриппа в носовых ходах у мышей и дающих им полную защиту от заражения вирусами H5N1 и H1N1.

Эти штаммы были изолированы из образцов исторических пандемий гриппа 1918 и 2009 годов.

Доктор Уилсон, доктор Анна Третьякова и доктор Мария Лимберис, участвующие в научной программе Penn Gene Therapy Program, опубликовали результаты исследования в онлайн-издании Science Translational Medicine.

Кроме ученых из Университета Пенсильвании этим вопросом занимались исследовательские команды из Канады и США: Агентство общественного здоровья Канады, Университет Манитобы и Университет Питтсбурга. Доктор Третьякова возглавляла трансляционные исследования, а доктор Лимберис отвечала за испытания на животных.

Доктор Уилсон говорит, что их исследование «создало технологическую платформу, с помощью которой можно остановить практически любую эпидемию или биологическую атаку, если в распоряжении ученых уже есть нейтрализующие антитела или их легко получить». Он говорит, что дальнейшее изучение этого вопроса особенно важно из-за повторяющихся вспышек гриппа в Восточной Азии, таких как нынешняя вспышка H7N9 в Китае.

Грипп и его осложнения – это седьмая лидирующая причина смерти в Соединенных Штатах, а во всем мире грипп вызывает 500 000 смертей каждый год, если верить ЦКЗ США. Угроза новой пандемии постоянно висит над миром, требуя колоссальных экономических затрат.



В военных кругах существует повышенный интерес к разработке профилактических вакцин для солдат, которые позволили бы защититься от биологического оружия.

Антитела против вируса

Человеческие антитела с широким спектром нейтрализующего действия против вирусов существуют, но их прямое использование для профилактики гриппа очень непрактично. Сегодня применяются специфические вакцины против сезонных штаммов, которые получают из куриных эмбрионов. Такой подход сильно зависит от правильного прогнозирования эпидемии того или иного вируса на грядущий сезон.

При этом штаммы, которые время от времени перекидываются с домашних животных на человека, не укладываются в эту схему, и могут приводить к неожиданным пандемиям и человеческим жертвам. Эти штаммы не удается контролировать вакцинами, разработанными против других вирусов гриппа, как это было в 2009 году. Более того, срочная разработка вакцин против таких внезапных эпидемий нецелесообразна.



Понимая это, ученые Университета Пенсильвании предложили новый подход, который не требует инициирования иммунного ответа, выработки антител, их очистки и приготовления вакцин. Вместе с тем подход эффективен в отношении любого штамма вируса гриппа.

Ученые при помощи вируса AAV вводят ген, кодирующий антитела против многих штаммов гриппа. Генная инженерия позволяет изменить клетки, которые выстилают слизистую оболочку носовых ходов, и они начинают продуцировать эти антитела. Проще говоря, клетки слизистой сами выделяют лекарство против гриппа.

Самыми подходящими участками для создания модифицированных клеток являются слизистые оболочки носовых ходов и полости рта. В норме антитела против гриппа производят B-лимфоциты, поэтому одним из вызовов для ученых была разработка вектора для доставки нужного гена из лимфоцитов в совершенно иные, эпителиальные клетки дыхательных путей. Но ученые смогли это сделать и добились продукции вполне нормальных защитных антител.

С этой целью использовался аденоассоциированный вирус приматов AAV9, который был открыт в лаборатории доктора Уилсона и предварительно изучался доктором Лимберис для лечения муковисцидоза. Вирусы AAV известны своей способностью переносить и встраивать свою ДНК в ДНК клетки-хозяина. Ученые сконструировали генетический «груз» для AAV9 и заставили его встроить этот ген в ДНК эпителиальных клеток.

Испытание на мышах

Эффективность генной терапии была проверена на мышах, которых подвергали воздействию трех летальных штаммов вируса гриппа H5N1 и двух штаммов H1N1, включая вирус знаменитой «испанки».

У мышей, которых предварительно подвергли генной терапии с помощью вектора AAV9, вирус не мог размножиться, и животные не заболевали. У животных из группы контроля вирус быстро развился, вызвав типичную картину болезни. Эффективность генной терапии была подтверждена и на лабораторных фретках.

Доктор Лимберс сказала: «Новизна нашего подхода в том, что мы используем AAV для доставки гена, кодирующего антитела, прямо в клетки слизистой оболочки. Это неинвазивный, безболезненный метод по сравнению с прививкой».

Теперь ученые работают с коммерческими посредниками ради ускоренной разработки нового продукта для профилактики пандемий. Также ученые надеются создать средства для профилактики опасных инфекций при биологических атаках для военных и для гражданского населения.