Действие адъювантов на орально вводимые антигены. Безопасность адъювантов.

1

Ляпина А.М. 1, 2

Полянина Т.И. 1

Ульянова О.В. 1

Елисеев Ю.Ю. 2

Телепнев М.В. 3

Мотин В.Л. 3

Федорова В.А. 1
1 ГНУ Саратовский НИВИ Россельхозакадемии2 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И.

Разумовского» Минздравсоцразвития России, Саратов, Россия3 Университет Техаса, Медицинский Факультет, Галвестон, Техас, США
На модели инбредных мышей BALB/c показана эффективность применения иммуномодулятора полиоксидония в качестве адъюванта для индукции специфических антител к бактериальным рекомбинатным и химически очищенным антигенам Yersinia pestis и Chlamydia trachomatis в сравнении с классическими адъювантами – адъювантом Фрейнда и TiterMax. В наших экспериментах полиоксидоний стимулировал выработку достоверно более высоких титров специфических антител к изучаемым антигенам, позволил значительно сократить сроки иммунизации лабораторных животных, легко смешивался с растворами антигенов, не вызывал побочных сайд-эффектов у биомоделей, и, таким образом, является перспективным адъювантом для создания высокоэффективных субъединичных вакцин на основе специфических бактериальных антигенов, в том числе против инфекций, вызываемых внутриклеточными бактериями, в частности, патогенными иерсиниями и хламидиями.

гуморальный иммунный ответ

1. Иллек Я.И. Эффективность полиоксидония при тяжелом течении пневмонии у детей / Я.И. Иллек, А.В. Галанина, А.Г.Зайцева // Иммунология. – 2003. – № 3. – С. 180-182.
2. Иммуномодулятор «Полиоксидоний» в профилактике и лечении гнойной хирургической инфекции / P.M. Хаитов, Т.Л. Щельцына, А.А. Бутаков и др. // Хирургия. – 1997. – № 1. – С. 49-54.
3. Клинические и иммуномодулирующие влияния полиоксидония для коррекции вторичного иммунодефицита у больных ишемической болезнью сердца, ассоциированной с сахарным диабетом 2-го типа / А.Т. Тепляков, Л.А. Болотская, Т.В. Вдовина и др. // Иммунология. – 2008. – № 1. – С. 44-50.
4. Оценка реактогенности, безвредности и профилактической эффективности тривалентной профилактической полимер-субъединичной вакцины «Гриппол» при введении детям школьного возраста / Г.А. Ельшина, М.А. Горбунов, Т.А. Бектимиров и др. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2000. – № 2. – С. 50-54.
5. Полиоскидоний – иммуномодулятор последнего поколения: итоги трехлетнего клинического применения / Р.В. Петров, Р.М. Хаитов, А.В. Некрасов и др. // Аллергия, астма и клиническая иммунология. – 1999. – № 3. – С. 3-6.
6. Получение препаративного количества мышиных диагностических антихламидийных антител путем направленного иммуногенеза / В.А. Федорова, В.А. Банникова, Ю.Ю. Елисеев и др. // Биотехнология. – 2005. – № 2. – С. 82-90.
7. Эпидемиологическая и экономическая эффективность иммунизации вакциной «Гриппол» при гриппе и ОРВИ у взрослых и детей / Р.В. Хаитов, А.В. Некрасов, Н.Г. Пушкова и др. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2003. – № 3. – С. 83-86.
8. Correlates of immunity elicited by live Yersinia pestis vaccine / V.L. Braciale, M. Nash, N. Sinha, I.V. Zudina, V.L. Motin // NIH: Frontiers in Research / ed. V.S. Georgiev. – Totowa, NJ: Humana Press, 2008. – V. 1. – Ch. 49. – P. 473-480.

Введение

Современная вакцинопрофилактика ориентирована на создание субъединичных вакцин на основе рекомбинатных и химически очищенных высокоиммуногенных протективных антигенов. Особо актуальными являются разработки высокоэффективных препаратов специфической профилактики против особо опасных инфекций и социально значимых заболеваний, вызываемых внутриклеточными патогенами. Трудности формирования иммунитета к данной группе заболеваний связаны с особенностями взаимодействия микроба с клетками организма хозяина, что препятствует образованию адекватного стойкого клеточного и гуморального иммунного ответа.

Для стимуляции иммунного ответа в настоящее время предложена группа адьювантов — неспецифических стимуляторов иммунитета, применение которых в составе субъединичных вакцин позволяет значительно усилить гуморальный и клеточный ответ, а также снизить антигенную нагрузку на макроорганизм.

Однако большинство классических адъювантов, демонстрирующих значительное усиление клеточного и гуморального звеньев иммунитета при иммунизации биомоделей, не могут быть использованы для человека ввиду токсичности компонентов, входящих в их состав.

Синтезированный российскими учеными препарат полиоксидоний, производное полиэтиленпиперазина [5], демонстрирует хорошие иммуномодулирующие свойства и на протяжении многих лет используется при лечении острых и хронических заболеваний, сопровождающихся снижением иммунитета, таких как сахарный диабет, ожоговая болезнь, детские патологии с иммуносупрессией [1-3; 5]. Важно отметить, что полиоксидоний (ПО) был одобрен и включен в качестве адъюванта в состав противогриппозной вакцины «Гриппол» Российского производства [4; 7].

  • Таким образом, ПО представляется перспективным кандидатом как иммуномодулятор для создания субъединичных вакцинных препаратов на основе бактериальных антигенов.
  • Целью настоящей работы было изучение способности ПО стимулировать выработку специфических антител к антигенам внутриклеточных патогенов, возбудителей хламидиоза и чумы, в сравнении с другими известными современными иммуностимуляторами — адъювантом Фрейнда (ПАФ) и TiterMax (ТМС).
  • Материалы и методы

В работе были использованы высокоочищенные рекомбинатные антигены Pla, LcrV и YopM чумного микроба, эксперессированные в E. coli [8], а также химически очищенный специфический антиген Chlamydia trachomatis гликопептидной природы — С-аг, охарактеризованный ранее [6].

Указанные антигены в концентрациях 5-10 мкг/особь применяли для четырехкратной иммунизации отдельных групп (n=3) мышей BALB/c (ГУ НЦБМТ РАМН, лицензированный питомник филиала «Андреевка», Солнечногорский р-н, п. Андреевка) возрастом 6-8 недель по трем схемам: короткой (А), средней (В) и длинной (С).

Каждую группу разделили на подгруппы в зависимости от иммуностимуляторов, использованных при первой иммунизации — ПО (НПО «Петровакс Фарм», Россия), ТМС (Sigma, США) или ПАФ (Sigma, США). Адъюванты смешивали в равных объемах (1:1) с каждым из антигенов и вводили внутрибрюшинно.

Все последующие инъекции антигенов проводили без адъювантов, за исключением группы животных, иммунизированных с ПАФ, — данную группу при второй иммунизации обрабатывали неполным адъювантом Фрейнда (НАФ).

Временные интервалы между введением антигенов составляли 3 дня (схема А), 14 дней (схема В) и 21 день (схема С) (Федорова В.А., 2004).

Титры специфических антител в крови иммунизированных животных определяли на четвертый день после последней иммунизации в непрямом твердофазном иммуноферментном анализе (ТИФА).

Сенситины в фосфатно-солевом буфере в концентрации 1-10 мкг/мл сорбировали на 96-луночный планшет («Медполимер», Россия). Для проявления реакции использовали конъюгат антимышиных иммуноглобулинов с пероксидазой хрена («Медгамал», Россия).

В качестве хромогенного субстрата служил ABTS — 2,2`-azinobis (3-ethilbenzthiazoline sulfonisacid) (Sigma, США), результаты учитывали на ИФА-ридере StatFax 2100 (Awareness Technology, США) при длине волны 405 нм, с использованием отсекающего фильтра на 630 нм.

Титр специфических антител определяли как превышающий в 2 раза значение оптической плотности в контрольных лунках ряда.

Результаты и обсуждение

На первом этапе исследования проводили сравнение эффективности использования ПО и ПАФ для стимуляции гуморального иммунного ответа к С-аг у мышей в зависимости от схемы иммунизации.

В нашем эксперименте показано, что наибольшие титры антител были получены при иммунизации животных по короткой схеме (A). При этом титры антихламидийных антител в группе мышей, обработанных ПО, в 8-16 раз превышали таковые в группе животных, обработанных С-аг совместно с ПАФ.

При использовании средней схемы (В) для иммунизации биомоделей титры анти-С-аг-антител у них были ниже, чем у животных, обработанных по схеме А, однако в группе, обработанной С-аг с ПО, титры антител превышали таковые в группе ПАФ в 4-5 раз.

При сравнении результатов, полученных в группе животных, иммунизированных по длинной схеме (С), не было обнаружено значимых отличий в титрах антител, полученных с помощью ПО и ПАФ (рис. 1).

Действие адъювантов на орально вводимые антигены. Безопасность адъювантов.

Рис. 1. Сравнительные титры антител к C-аг у мышей BALB/c, иммунизированных по короткой (A), средней (В) и длинной (С) схемам иммунизации.

На следующем этапе проводили сравнение титров антител к одному из рекомбинатных антигенов чумного микроба — Pla  у животных, иммунизированных по схеме A с использованием трех адъювантов (табл. 1).

Таблица 1 — Определение в ТИФА титров антител к Pla у BALB/c мышей, иммунизированных с использованием различных адъювантов

Адъювант Титры антител в ТИФА
ПО 1:12 800
TMC 1:6 400 — 1:12 800
ПАФ 1:200 — 1:400

При оценке результатов ТИФА было отмечено, что по сравнению с другими адъювантами применение ПО стимулировало выработку наиболее высоких титров антител при использовании предложенной схемы, на уровне или даже превышающих таковые, полученные с использованием ТМС. При этом различие в титрах анти-Pla-антител в группах, обработанных ПО и ПАФ, составило 32-64 раза.

Еще более значимые титры антител были получены при использовании ПО при иммунизации мышей по схеме А другими антигенами Y. pestis — Lcr V и Yop M, которые составили 1:51 200 — 1:102 400 и 1:6 400 — 1:12 800 соответственно.

Сравнимо высокие титры антител в наших экспериментах были получены в группе животных, обработанных ПАФ, только при использовании длинной схемы иммунизации (С) (табл. 2).

Таблица 2 — Сравнительные титры антител к рекомбинатным антигенам чумного микроба у мышей BALB/c, иммунизированных по схеме С

Адъювант Титры антител к рекомбинатным антигенам Y. pestis
Pla LcrV YopM
ПАФ 1:25 600 — 1: 102 400 1:102 400 — 1:409 600 1:51 200 — 1:409 600

Следует отметить, что использование адъювантов на основе минеральных и синтетических масел (ПАФ, ТМС) было сопряжено с определенными трудностями, более выраженными у адъюванта Фрейнда: плохое смешивание антигена с масляной эмульсией, образование пены при смешивании и в связи с этим потеря некоторого количества антигена, оседающего на стенках инъектора и пробирок для смешивания; образование гранулем у биомоделей на месте введения препаратов, а также угнетение общего состояния здоровья лабораторных животных. Применение водорастворимого иммуномодулятора ПО позволяло избежать описанных негативных моментов и побочных эффектов.

Таким образом, в наших экспериментах ПО продемонстрировал высокую эффективность в качестве адъюванта при иммунизации BALB/c мышей рекомбинатными и химически очищенными антигенами бактериальной природы.

Выводы

  1. Применение ПО позволяет получить в короткие сроки высокие титры специфических антител, и по этому показателю превосходит классические адъюванты на основе масел — ПАФ и TMC.
  2. ПО легко смешивается с растворами антигенов и не вызывает побочных сайд-эффектов у биомоделей.
  3. Перспективным является дальнейшее изучение влияния ПО на изменения иммунного ответа у иммунизируемых биомоделей и определение возможности его использования для создания высокоэффективных субъединичных вакцин против заболеваний, вызываемых внутриклеточными бактериями, в частности патогенными иерсиниями и хламидиями.
Читайте также:  Нейровизуализация при боли в области лице. Нейровизуализация при болях в шее.

Работа выполнена при частичной поддержке грантов NIH/BTEP/ISTC Проект #3846 и HDTRA 1-11-1-0032, Subaward No. 11-082.

Рецензенты:

  • Назарова Л.С., д.м.н., профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», г. Саратов.
  • Шульдяков А.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой инфекционных болезней ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России, г. Саратов.

Библиографическая ссылка

Ляпина А.М., Ляпина А.М., Полянина Т.И., Ульянова О.В., Елисеев Ю.Ю., Телепнев М.В., Мотин В.Л., Федорова В.А. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИОКСИДОНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЦИФИЧЕСКИХ АНТИТЕЛ К БАКТЕРИАЛЬНЫМ АНТИГЕНАМ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=5729 (дата обращения: 12.05.2022). Действие адъювантов на орально вводимые антигены. Безопасность адъювантов.

Научная электронная библиотека Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

В ИХМ используются специфические, или диагностические антитела для распознавания анализируемого антигена. Получают специфические антитела с помощью различных лабораторных животных (кролик, коза, овца, лама, курица, мышь).

Для этого животное иммунизируют антигеном, к которому необходимо получить специфичные антитела, либо модифицированным антигеном, дающим наилучший иммунный ответ.

Например, низкомолекулярные вещества обладают слабой иммуногенностью (способностью вызывать иммунный ответ), поэтому для иммунизации используют конъюгат аналога определяемого вещества с белком-носителем.

Соединение (субстанция, конъюгат), используемый для иммунизации и вызывающий в организме животного иммунный ответ, называется иммуногеном. Часто для усиления иммунного ответа животным вместе и иммуногеном вводят адъювант – специальный реагент, активирующий иммунную систему.

Процесс получения специфических антител в ИХМ является длительным и многостадийным. Основные стадии этого процесса, на каждой из которых происходит подбор условий и оптимизация процесса:

1. Подбор структуры и синтез иммуногена (конъюгата).

  • 2. Иммунизация животного:
  • ● вид иммунизируемого животного;
  • ● схема проведения;
  • ● форма представления антигена (с адъювантом или без него);
  • ● способ введения антигена реципиенту, доза и сроки.

3. Получение и характеризация сыворотки.

4. Очистка (выделение) антител, либо получение моноклональных Ат.

Одной из основных характеристик антител является их аффинность. По аффинностью понимают силу связывания активного центра молекулы антитела с соответствующей детерминантой антигена.

Другой важной характеристикой антител (антисыворотки) является специфичность. Под специфичностью антител понимают способность антител отличать иммуноген от любого другого антигена (замена).

Специфичность получаемых при иммунизации антител к гаптену прежде всего зависит от структуры конъюгированного антигена гаптен – носитель.

Другими словами, используя иммуногены различной структуры, можно получать антитела как высокоспецифичные, т.е.

узнающие только определяемое вещество (или вещество и самые близкие к нему по структуре соединения), так и антитела с широким спектром специфичности, способные реагировать с родственными соединениями, например, с метаболитами.

В ИХМ используются 2 типа антител – моноклональные и поликлональные.

Поликлональные антитела – антитела, образующиеся в сыворотке крови в разных клонах B-лимфоцитов и связывающиеся с различными антигенными детерминантами (эпитопами) молекулы-мишени (антигена).

Смесь антител, выделенную из сыворотки крови, называют поликлональным препаратом. Для получения поликлональных антител используются различные иммунизированные животные (чаще всего кролики).

Поликлональные Ат, полученные из сыворотки животного, характеризуются распределением констант аффинности (т.е. величины сродства к антигену) и некоторой полиспецифичностью. Поэтому они с успехом применяются в групп-специфическом анализе, т.е. в диагностикумах, выявляющих группу родственных веществ (например, группу опиатов: морфин, героин, кодеин и др. родственные наркотические вещества).

  1. Использование поликлональных антител имеет два недостатка, существенных для некоторых методов диагностики:
  2. ● содержание отдельных антител в поликлональном препарате может варьировать от одной партии к другой;
  3. ● поликлональные антитела нельзя применять, если необходимо различить две подобные мишени, например, когда патогенная (мишень) и непатогенная (не-мишень) формы различаются единственной детерминантой; либо когда нужно различить два вещества из одной группы.

Для реализации вышеприведенных целей были разработаны препараты антител, специфичные к одной определённой антигенной детерминанте, то есть препараты моноклональных антител.

Моноклональные антитела – антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. Моноклональные Ат характеризуются одной константой аффинности и узкой специфичностью.

Все молекулы моноклональных Ат и, соответственно, структуры их центров связывания, являются идентичными.

Моноклональные Ат успешно применяются для создания узкоспецифи ческих тест-систем, способных опреде-лять индивидуальное вещество или узкий круг близкородственных веществ.

Например, с использованием моноклональных Ат разработаны тест-системы для определения героина (не специфичные к морфину, кодеину), экстази (неспецифичные к близким по структуре амфетамину и метамфета-мину).

Получение моноклональных Ат является длительным высокотехнологичным процессом. В данном случае в качестве иммунизируемых животных используются мыши. У иммунизированных мышей, давших хороший иммунный ответ к введенному иммуногену, отбирают лимфоузлы, содержащие большое количество B-лимфоцитов.

Их смешивают с линией миеломных (раковых) клеток, которые потеряли способность синтезировать свои собственные антитела, после чего происходит гибридизация – образование гибридных клеток, интенсивно синтезирующих нужное антитело.

Затем клоны гибридных клеток тести-руют, отбирают один или несколько клонов, синтезирующих Ат с нужной специфичностью, и клонируют уже отобранный нужный клон. В результате можно наработать большое количество антител заданной специфичности.

В различных вариантах ИХМ могут использоваться как поликлональные, так и моноклональные антитела, в зависимости от поставленной задачи.

Действие адъювантов на орально вводимые антигены. Безопасность адъювантов.

Рис. 8. Схема получения моноклональных антител

В гетерогенных форматах ИХМ используется еще один вид антител – антивидовые Ат. Антивидовые антитела (т.е. антитела против вида животных) – это антитела, полученные против антител животного другого вида.

Например, есть антитела «овца против кролика», «кролик против мыши», «кролик против человека» и др. Это означает, что нормальными антителами животного, против которого хотят получить антивидовые Ат, иммунизируют животное другого вида. В результате получают иммунный ответ на любые Ат первого вида.

Антивидовые Ат удобно использовать для получения универсального меченого реагента – например, конъюгата с ферментом. Такой конъюгат можно использовать для выявления иммунных комплексов с антителами любой специфичности, полученных у данного вида животного. Т.е.

, например, для ИФА наркотических веществ любого класса можно использовать один меченый ферментом реагент (см. раздел Иммуноферментный анализ).

Вакцины против COVID-19 и адъюванты, улучшающие их свойства

10.12.2020 3486

Пандемия, вызванная вирусом SARS-CoV-2, была названа пандемией COVID-19.

Тем не менее основные проблемы, которые мы все испытываем с момента обнаружения этого неприятного во всех отношениях вируса, пришлись не на 2019, а на 2020 год.

Болезнь не утихает, люди продолжают заражаться и болеть, поэтому ученые всех стран, что называется, всем миром ускоряют поиски решения для лечения и защиты человечества от коварного SARS-CoV-2.

Как выяснилось, при легком течении данной болезни антитела либо не вырабатываются вообще, либо вырабатываются в незначительном количестве, а затем исчезают в течение нескольких месяцев.

В связи с этим пассивная теория «для выработки популяционного иммунитета 75% населения Земли должны переболеть COVID-19», к сожалению, может себя не оправдать, ведь на настоящий момент выявлены случаи заражения людей, уже переболевших COVID-19.

В любом случае рисковать здоровьем людей, ожидая, когда проблема исчезнет сама собой, никто не собирается. Все больше исследователей пандемии SARS-CoV-2 неизбежно склоняются к тому, что основным и поворотным этапом в борьбе с этим заболеванием станет массовая вакцинация.

Как известно, иммунизация или вакцинация вызывает специфический адаптивный иммунитет к патогену путем создания клеток памяти против конкретного патогена, в данном случае вируса SARS-CoV-2.

Ссылка>

  • Различают несколько основных типов вакцин:
  • • вакцины на основе цельного (полногеномного) ослабленного вируса;
  • • инактивированные вакцины на основе полностью нежизнеспособного вируса;
  • • векторные вакцины;
  • • генетические вакцины (ДНК и РНК вакцины);

• субъединичные вакцины на основе отдельных компонентов патогена, таких как белки, пептиды или генетический материал (например, белковые или рекомбинантные вакцины). Разработчики из различных стран на основании накопленных знаний и имеющихся у них результатов и методов исследований выбирают для разработки тот тип вакцины, который считают наиболее действенным для обеспечения эффективной защиты людей от вируса SARS-CoV-2 (Рис.1).

На настоящий момент среди вакцин-кандидатов против COVID-19, зарегистрированных в списке ВОЗ, можно найти практически все из вышеназванных типов вакцин. Коротко напомним, что представляет собой каждый из них и чем они отличаются друг от друга.

Ссылка>

«ЖИВЫЕ» ВАКЦИНЫ

Вакцины на основе ослабленного вируса – это «живые» вакцины, в состав которых входит очень сильно ослабленный или аттенуированный, но тем не менее жизнеспособный цельногеномный вирус SARS-CoV-2 (Рис. 2).В лаборатории живым вирусом последовательно заражают лабораторных животных.

Понятно, что любой вирус не ставит своей целью убить живой организм, его основная цель – приспособиться к нему, чтобы в дальнейшем продолжать существовать в этом организме.

Поэтому при подселении от одного живого организма к другому (в данном случае имеются в виду организмы лабораторных животных) вирус приспосабливается и постепенно теряет свою смертельную силу.

Вирусы, выделенные из зараженных и переболевших лабораторных животных, достаточно ослаблены, чтобы не убить человека, но достаточно сильны, чтобы вызвать у него при вакцинации сильный иммунный ответ.

Преимущество такой «живой» вакцины в том, что она вызывает наиболее сильный и стойкий иммунитет.

Однако есть и негативные стороны – любой ослабленный, но жизнеспособный вирус, в том числе вирус SARS-CoV-2, может мутировать или вновь окрепнуть до такой степени, что вызовет заболевание, а при неблагоприятном течении приведет к неприятным последствиям. Именно поэтому «живые» вакцины на основе ослабленных вирусов проходят самое тщательное и длительное исследование перед массовым применением.

Ссылка>

ВЕКТОРНЫЕ ВАКЦИНЫ

Векторные вакцины – это также вакцины на основе живых вирусов, однако здесь есть небольшой, но очень важный нюанс: это вакцины на основе хорошо изученных и достаточно безобидных для человека вирусов («векторов» или вспомогательных транспортных вирусов) с встроенными в них фрагментами генома «злого вируса» (Рис. 3).

В случае векторных вакцин в геном хорошо изученного и, в целом, безобидного вируса, например, аденовируса («вектора»), путём генетических модификаций встраивается небольшой ген – участок генома SARS-CoV-2.

При вводе в организм такой векторной вакцины генетически модифицированные вспомогательные вирусы провоцируют такой же сильный иммунный ответ на белки-антигены SARS-CoV-2, как в случае «живой» полногеномной вирусной вакцины.

Читайте также:  Клиника краснухи. Диагностика краснухи. Лечение краснухи. Профилактика краснухи.

Преимущество указанных вакцин, по замыслу разработчиков, в той же высокой эффективности, что и у вакцин на основе живых ослабленных вирусов, но в большей управляемости в связи с достаточной изученностью и предсказуемостью «вектора»-носителя. Векторные вакцины начали разрабатываться и изучаться относительно недавно, поэтому к массовому применению вакцин этого типа ученые также подходят с должной и необходимой осторожностью.

Ссылка>

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВАКЦИНЫ

Еще два перспективных типа вакцин против COVID-19, разрабатываемые мировым сообществом, – вакцины на основе нуклеиновых кислот, а именно, ДНК- и РНК-вакцины.

В случае ДНК-вакцины нуклеотидная последовательность, кодирующая антиген SARS-CoV-2, встраивается в вектор – бактериальную плазмиду – небольшую стабильную кольцевую молекулу ДНК, способную к автономной репликации. Сама по себе плазмида не вызывает нужного специфического иммунного ответа, для этого, собственно, в неё и вшивают гены иммуногенных белков.

Указанный модифицированный геном направляется в клетку, встраивается в ее ядро и образует вирусный белок (антиген), индуцирующий иммунный ответ.

Согласно замыслу разработчиков, ДНК-вакцины не могут вызвать заражение SARS-Cov-2, однако иммунитет, который они обусловливают, должен оказаться таким же сильным, как в случае «живых» вакцин.

Тем не менее, влияние ДНК-вакцин на живые организмы изучено еще в меньшей степени, чем влияние векторных вакцин, поэтому вряд ли в ближайшее время ДНК-вакцины будут допущены к массовому применению на людях.Также несколькими производителями вакцин в мире разрабатываются вакцины против COVID-19 на основе РНК.

Это вакцины, которые содержат вирусную молекулу – матричную РНК (сокращенно мРНК). Как и в случае с ДНК-вакцинами, вирусная молекула представляет собой некий шаблон, с которого организмом напрямую считывается формула вирусного белка. Но в отличие от ДНК-вакцин, в этом случае мРНК не встраивается в клеточный геном.

Липидные наночастицы с мРНК вводятся при вакцинации в организм, проникают через мембрану клетки-мишени внутрь нее и становятся шаблоном для синтеза вирусных белков-антигенов. Собственные клетки организма начинают синтезировать вирусные белки, вызывая иммунный ответ организма (Рис. 5).

Ссылка>

В случае применения РНК-вакцины получается двойной иммунный ответ: с одной стороны, выработку антител вызывают вирусные белки, с другой стороны, сами липидные частицы с мРНК могут стимулировать иммунный ответ, так как «похожи на вирус» и воспринимаются организмом соответственно. Разработчики предполагают, что при вакцинации РНК-вакцинами из-за их «двойного действия» в организме быстро возникнет сильный и стойкий иммунитет.В случае генетических вакцин преимуществом является их относительно быстрое и экономически выгодное производство: небольшую молекулу мРНК можно довольно быстро воссоздать, наработка нужного антигена обойдется недорого. Это делает вакцину доступной широким массам. Тем не менее иммунологи очень осторожно относятся к РНК-вакцинам, так как из-за малого периода их изучения никто не знает наверняка, как именно мРНК будет вести себя в живом, особенно в репродуктивном, организме.

Ссылка>

СУБЪЕДИНИЧНЫЕ ВАКЦИНЫ

Одним из самых безопасных типов вакцин в настоящее время считаются субъединичные вакцины, то есть вакцины на основе белков или фрагментов вируса (Рис. 6), не имеющих в своем составе ни ДНК, ни РНК как, например, белковые вакцины.Попадая в организм при вакцинации, смесь фрагментов вирусных белков-антигенов также способна вызывать иммунный ответ.

При этом такая вакцина абсолютно безопасна, здесь невозможны мутации вируса, поэтому вызвать у человека заболевание COVID-19 такая вакцина не может. Недостатком субъединичных вакцин является довольно длительный и сложный процесс наработки и очистки – получить достаточное для вакцинации очищенное количество вирусного белка не так легко.

Кроме того, в чистом виде белковые вакцины не вызывают сильный иммунный ответ, поэтому недостаточно эффективны.

В связи с этим при разработке белковых вакцин очень важно:а) усилить иммунный ответ, вводя в состав белковых вакцин соединения, усиливающие их эффективность (эти вещества называют адъюванты),

б) увеличить количество нарабатываемой вакцины также за счет добавления к наработанному вирусному белку существенного количества того же адъюванта.

Ссылка>

ИНАКТИВИРОВАННЫЕ ВАКЦИНЫ

Наконец, мы подошли к еще одному безопасному и перспективному типу вакцин – инактивированным вакцинам.

Здесь так же, как и в случае «живых» вакцин на основе ослабленного вируса используется цельный геном SARS-Cov-2, но в случае инактивированных вакцин вирус полностью деактивирован либо высокой температурой, либо дезинфицирующими составами, либо определенным видом излучения, что делает его совершенно нежизнеспособным.

Этот инактивированный вирус никогда не сможет инфицировать клетку. Тем не менее по структуре «неживой» инактивированный вирус остается полным аналогом «живого» вируса и поэтому вызывает в организме иммунный ответ.

Проблема в том, что в чистом виде инактивированные вирусы индуцируют существенно более низкий иммунный ответ, нежели живые, пусть даже и ослабленные вирусы.

В связи с этим в составах инактивированных вакцин так же, как и в случае субъединичных вакцин используют адъюванты – вещества, которые значительно усиливают иммунный ответ, делая эти вакцины схожими по эффективности с живыми.

Основываясь на вышесказанном, мы склоняемся к выводу, что наиболее безопасными для человека являются субъединичные и инактивированные вакцины. Для повышения эффективности указанных безопасных вакцин до уровня более иммуногенных «живых», векторных или генетических вакцин необходимо применение в их составах современных адъювантов. Что же такое адъюванты и какова их роль в вакцинах?

Ссылка>

АДЪЮВАНТЫ – КЛЮЧЕВАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЭФФЕКТИВНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ ВАКЦИН

Адъювант (от лат. adjuvans – «помогающий, поддерживающий») – соединение или комплекс веществ, используемых для усиления иммунного ответа при введении одновременно с антигеном.

Адъюванты на протяжении десятилетий применяются для улучшения иммунного ответа на вакцинные антигены. Включение адъювантов в состав вакцин направлено на усиление, ускорение и продление специфического иммунного ответа до желаемого уровня.

Таким образом, адъюванты играют ключевую роль в получении эффективного и длительного иммунитета.

Использование адъювантов в вакцинах позволяет:

• Усилить краткосрочный иммунный ответ;• Увеличить продолжительность иммунитета, то есть сократить частоту требуемых бустерных иммунизаций;• Направить иммунный ответ (гуморальный или клеточный иммунитет);• Уменьшить антигенную нагрузку при сохранении эффективности вакцины;• Улучшить иммунный ответ у ослабленных или иммунокомпроментированных вакцинируемых лиц;• Снизить себестоимость вакцины;

• Повысить стабильность вакцины.

Интерес к адъювантам для вакцин резко возрос в 2000-е годы. Ведущие фармацевтические компании-производители путем применения адъювантов разработали более эффективные и безопасные вакцины против гриппа.

В последние годы появляется все больше и больше новых вакцин-кандидатов как для профилактики инфекционных заболеваний, так и для терапии самых тяжелых заболеваний человечества. В связи с низкой иммуногенностью таких вакцин во многих случаях требуется введение в их состав адъювантов.

Новые достижения в области аналитической биохимии, очистке макромолекул, технологии рекомбинантной ДНК, улучшенное понимание иммунологических механизмов и патогенеза заболевания позволили улучшить техническую основу разработки и применения адъювантов.

В настоящее время известно довольно много эффективных адъювантов, которые классифицируются по природе происхождения, механизму действия и физическим или химическим свойствам.

Так, в современных вакцинах широко применяются гели гидроксида алюминия, фосфаты алюминия или кальция, препараты на основе масляных эмульсий и ПАВ, дисперсные адъюванты, например, виросомы, структурные комплексы сапонинов и липидов и многие другие типы адъювантов.Как уже упоминалось выше, наиболее эффективно и поэтому чаще всего адъюванты используются в следующих категориях вакцин:

• вакцины на основе белков (рекомбинантные субъединичные);• инактивированные;

• векторные вакцины (для уменьшения дозы).

Для каждой вакцины адъювант подбирается таким образом, чтобы получить оптимальное соотношение эффективности указанной вакцины (получение сильного и продолжительного иммунного ответа) и ее безопасности для человека (минимальная реактогенность и отсутствие побочных эффектов).

К сожалению, немаловажным аспектом уже зарегистрированных в настоящее время адъювантов является их недоступность широкому кругу разработчиков.

Практически все имеющиеся на настоящий момент современные адъюванты, применяемые в профилактических вакцинах, за исключением соединений алюминия, являются собственностью крупнейших фармацевтических компаний (см. табл. 2). В первую очередь, к ним относятся адъюванты для приготовления эмульсионных вакцин.

Эти адъюванты на настоящий момент считаются наиболее перспективными в профилактических вакцинах, но остаются при этом и наименее доступными, так как были специально разработаны крупными биофармацевтическими компаниями исключительно для вакцин собственного производства.

Эти недоступные широкому кругу разработчиков адъюванты ведущих фармацевтических компаний отлично зарекомендовали себя в составах готовых вакцин указанных производителей.

К примеру, эмульсионные адъюванты масло-в-воде MF59, AS03 и AF03 продемонстрировали высокую эффективность в вакцинах против гриппа.

Сегодня вакцинами на их основе провакцинировано >120 миллионов человек, их профиль безопасности и иммуногенности тщательно и глубоко изучен и подтвержден на значительном количестве клинических испытаний

Источник: (   )

Действие адъювантов на орально вводимые антигены. Безопасность адъювантов.

О психологических проблемах семьи — новая программа в цикле «Медицинский лекторий».

В гостях у «Медицинского лектория» семейный психолог, аккредитованный полимодальный психотерапевт Национальной Ассоциации развития психотерапевтической и психологической науки и практики «Союз психотерапевтов и психологов», исполнительный директор Национальной Ассоциации Супервизоров Наталья Александровна Панфилова

Подробнее

Антигены

Чрезвычайно важным для понимания механизмов развития
иммунного ответа как со стороны врожденного, так и приобретенного
специфического иммунитета является понимание того, какое вещество может
претендовать на название антиген.

К антигенам следует отнести вещества, обладающие двумя
основными свойствами: 1) иммуногенностью – способностью индуцировать
специфический иммунный ответ, в результате чего продуцируются антитела или
иммунные лимфоциты; 2) антигенностью – способностью специфически реагировать с
антителами или клетками, которые продуцировались на введение данного антигена.
Иммуногенные вещества всегда являются антигенами, в то время как антигены не
всегда способны быть иммуногенами.

Aнтигены, не обладающие иммуногенностью, носят название
гаптенов. Гаптены сами по себе не способны индуцировать развитие иммунного
ответа, продукцию иммунных лимфоцитов или антител, но они способны с ними
реагировать.

Кроме того, гаптены, представляющие собой молекулы с малой
молекулярной массой, за счет небольших размеров не способны вызывать иммунный
ответ, однако при соединении с большой белковой молекулой (которая в данном
случае называется носителем) они приобретают иммуногенные свойства.

Носителями
таких молекул могут быть альбумины, глобулины или синтетические пол и пептиды.

Читайте также:  Видео удаления зуба мудрости. посмотреть видео удаления зуба мудрости.

Следующее понятие, которое необходимо расшифровать – это
эпитоп, или антигенная де-терминанта. эпитоп (антигенная детерминанта) – это
место на антигене или внутри него, кото-рое специфически реагирует с антителом.
Таким образом, эпитоп определяет специфичность молекулы и индуцирует антительный
ответ.

Обычно эпитопы чрезвычайно малы по размерам и составляют 4–5
аминокислотных или моносахаридных остатка. антигены мультивалентны, т. е.
имеют, как правило, большое количество эпитопов, к каждому из которых в
организме продуцируются свои специфические антитела. антигенные молекулы можно
искусственно изме¬нять с помощью добавления или удаления эпитопов.

Это может
происходить и естественным путем. Классическим примером в клинике является
аллергическая реакция на пенициллин. Известно, что метаболит пенициллина –
пеницилловая кислота – действует как гаптен, может соединяться с белками
организма и вызывать иммунный ответ.

Продукция антител на такой новый эпитоп, в
состав которого входят пеницилловая кислота и белки организма, при последующем
введении пенициллина может вызывать аллергическую реакцию вплоть до анафилактического
шока.

Эпитопы на антигенах могут быть линейными, т, е. представлять
собой части аминокислотных последовательностей молекулы, или конфирмационными,
образующимися в результате свертывания молекулы в глобулу.

В зависимости от
пространственной конфигурации белковой молекулы конформационные эпитопы
(антигенные детерминанты) могут включать несколько участков ее полипептидов,
расположенных вблизи друг от друга.

Такие детерминанты формируются при
вторичной и третичной укладке (конформации) полипептида или при объединении
нескольких полипептидов (четвертичная структура). Денатурация или гидролиз
белка, как правило, разрушает конформационные эпитопы.Необходимо проанализировать условия, определяющие
иммуногенность антигенов.

Иммуногенность может быть выражена как совокупность
следующих свойств данного вещества: 1) чужеродности; 2) химического состава; 3)
молекулярной массы или размера молекулы.

Чужеродность антигена является одним из основных условий,
определяющих его иммуноген-ность.

По степени чужеродности различают
аутологичные, сингенные, аллогенные и ксеногенные антигены; кроме того,
существуют так называемые секвестрированные антигены, которые нахо¬дятся за
барьерами организма (гематоэнцефа лическим, гематоофтальмическим и т. д.).

Если
такие антигены через повреж денные барьеры попада ют в перифери ческу ю кровь,
то они ока зыва ются чужеродными для иммунной системы и развивается иммунный
ответ.

В случае нарушения гематоэнцефалического барьера такой иммунный ответ
развивается против антигенов цен¬тральной нервной системы, а при нарушении
гематоофтальмического барьера – против антигенов органа зрения, что приводит к
развитию симпатического воспаления. Если нарушается гематотестикулярный барьер,
возможен иммунный ответ в виде аутоиммунного поражения тканей яичка и т. д.

 Очень важной
характеристикой для иммуногена (антигена) является его химический состав.
Большинство иммуногенов – это белки, построенные из блоков, в которые входят
аминокислоты, являющиеся сильными антигенами.

Эти белки могут обладать
различными эпитопами, которые вносят различную специфичность в молекулу белка.
Компоненты бактериальных клеток и клеток млекопитающих также являются сильными
иммуногенами.

Доста-точно сильной иммуногенностью отличаются липопротеины,
являющиеся частью мембраны многих клеток.

Большинство полисахаридов представляют собой гаптены или
неполные иммуногены вследствие того, что не обладают достаточным химическим
различием, а так же, как правило, очень быстро разрушаются после попадания в
организм. Однако полисахариды все же могут быть иммуногенами, например
очищенные полисахаридные субстанции из пневмококковых капсул могут индуцировать
развитие протективного иммунного ответа.

Иммуногенность гликопротеинов известна и может быть
продемонстрирована наличием антител к антигенам групп крови.Полипептиды также могут обладать слабыми иммуногенными
свойствами. К таким полипептидам можно отнести, например, гормоны роста,
инсулин.

https://www.youtube.com/watch?v=sMNkhhtxKLY\u0026t=16s

Нуклеиновые кислоты, как правило, не являются иммуногенами,
однако при некоторых условиях, в частности при преобразовании в цепи, они могут
выступать как иммуногены.

Нуклеопротеины – более сильные иммуногены, потому что в них
нуклеиновые кислоты соединены с белком. Известно, например, что у больных
системной красной волчанкой часто продуцируются антитела к нуклепротеинам.

  • Липиды, так же, как и нуклеиновые кислоты, не являются
    иммуногенами, хотя некоторые из них могут функционировать как гаптены, например
    кардиолипин.
  • Влияние молекулярной массы, размера молекулы на иммуногенность
    можно охарактеризовать следующим образом: чем больше размер молекулы, тем выше
    ее иммуногенные свойства, хотя возможны исключения.
  • Как правило, молекулы с массой менее 5*103 D не являются
    иммуногенами.

Почему так важен размер молекулы для ее иммуногенности?
Во-первых, пропорционально увеличению размеров молекул белка увеличивается
количество эпитопов.

Во-вторых, более крупные по размерам молекулы подвергаются
более активному фагоцитированию, а значит, в дальнейшем процессируются
макрофагами и на них более активно вырабатываются антитела.

В свою очередь,
растворимые антигены и антигены с малой молекулярной массой имеют низкую
иммуногенность, они не могут быть процессированы фагоцитами и не может быть представлена
информация об этих молекулах для последующего развития иммунного ответа.

Говоря об иммуногенности того или иного вещества, необходимо
упомянуть об адъювантах.

Адъюванты – это субстанции, которые индуцируют
неспецифическую стимуляцию иммунного ответа за счет усиления иммуногенных
молекул без изменения их химических свойств.

Механизмы, с помощью которых
адъюванты опосредуют их биологический эффект, пока точно не известны. Возможно,
их воздействие воспринимается иммунной системой как сигнал об опасности с
мобилизацией белков острой фазы.

Одним из классических примеров адъювантов
является полный адъювант Фрейнда, который состоит из убитых микобактерий,
взвешенных в масле.

Характеризуя антигенность, т. е. способность антигенов
связываться с иммуноглобулинами (антителами) с образованием иммунных
комплексов, следует рассмотреть понятия аффинитета и авидности.

Аффинитет – это
степень соответствия, определяющая прочность связи между эпитопом и
антигенсвязывающим сайтом, или местами молекулы антитела, которое выработалось
по отношению к этому эпитопу (антигенной детерминанте).

Чем ближе это
соответствие, тем интенсивнее нековалентные силы между ними (гидрофобные,
электростатичные и др.), и тем выше аффинитет.

Авидность – суммарная сила, с которой связываются между
собой сложные антигенные мо-лекулы со всей той популяцией антител, которые
выработались на все эпитопы (антигенные детерминанты), имеющиеся на этой
антигенной молекуле. Авидность зависит как от аффинности, так и от числа
активных центров на молекулу антигена.

Важным свойством антигенности является специфичность
антигенов те особенности, благодаря которым они отличаются друг от друга.
Различают следующие виды антигенной специфичности. Видовая специфичность
обеспечивает отличие представителей одного вида организмов от особей другого
вида. Примером групповой специфичности могут служить антигены групп крови
человека.

Стадио-специфичность обусловлена антигенными различиями между
клетками, находящимися на разных стадиях дифференцировки. Примером органной
специфичности может быть тироглобулин, а тканевой – основной белок миелина, а
также другие антигены.

Кроме того, существует еще так называемая органоидная
специфичность антигенов –отражающая антигенные различия между отдельными
клеточными органоидами – ядрами, митохондриями, микросомами.

Различают также гетерогенные, или перекрестно реагирующие,
антигены, которые по своей специфичности являются общими для различных видов
организмов. Примером служит антиген Форсмана (открытый им в 1911 г.) – общий
для тканей морской свинки и эритроцитов барана.

Установлено явление антигенной мимикрии (подобия) антигенов,
некоторых видов бактерий и вирусов на антигены тканей человека (хозяина).
Сейчас проблеме мимикрии антигенов бакте-рий и вирусов с антигенами человека
уделяется большое внимание при объяснении механизмов развития аутоиммунных
заболеваний.

Своеобразной разновидностью антигенов являются так
называемые промежуточные, или комплексные. Они возникают при интеграции
вирусного генома и генома клетки-мишени с последующей экспрессией такого
антигена на клеточной мембране. Этот комплексный антиген может вызвать
иммунологическую реакцию против клеток, пораженных вирусом, что приводит к
развитию иммунопатологического процесса.

Введенные совместно, многие антигены, независимо друг от
друга, вызывают специфические иммунологические реакции. При этом формируется
иммунный ответ в виде продукции гуморальных антител на все введенные антигены.

Однако довольно часто случается так, что иммунный ответ на один какой-то
антиген более выражен, чем на другие. Это явление получило название конкуренции
антигенов.

Конкуренция антигенов во многом зависит от количественных
соотношений вводимых антигенов и от интервалов между введением (инъекциями).
Чем больше разница в дозах антигенов, тем выраженнее конкуренция. Кроме того,
преимущество получает тот антиген, который вводят первым.

В антигенной
конкуренции важную роль играют Т-лимфоциты, так как это явление характерно
только для тимусзави-симых антигенов. Здесь следует охарактеризовать понятия
тимусзависимого и тимуснезависимого антигена.

При попадании в организм антиген вступает во взаимодействие
с иммунокомпетентными клетками – происходит так называемое распознавание
антигена. В этом процессе принимают участие как Т-, так и В-лимфоциты.
Тимуснезависимыми называются те антигены, выработка антител к которым
осуществляется В-клетками без участия Т-клеток.

К тимуснезависимым антигенам
относятся также митогены В-лимфоцитов, которые вызывают поликлональную стимуляцию
В-клеток. Определяющим в структуре тимуснезависимости антигена является жесткость
структуры и множество тождественных друг другу эпитопов (антигенных
детерминант), представляющих собой мультигаптенную обойму.

Тимусзависимые антигены – это антигены, иммунный ответ на
которые осуществляется с обязательным участием Т-лимфоцитов-хелперов и
макрофагов.

Большинство известных природных и синтетических антигенов
являются тимусзависимыми. К ним относятся трансплантационные антигены, сывороточные
белки, бактериальные токсины, антигены чужеродных эритроцитов, многие антигены
вирусов и др.

Деление антигенов на тимусзависимые и тимуснезависимые в
достаточной мере условно.

Так, флагеллин – белок, выделенный из жгутиков
сальмонелл в мономерной молекулярной форме, обладает высокой иммуногенностью и
является тимусзависимым антигеном.

В то же время, в форме полимера с
молекулярной массой более 106 D он уже является тимуснезави-симым антигеном и
приобретает способность стимулировать синтез антител при отсутствии
Т-лимфоцитов .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector