У Стенфордському університеті проводять випробування назальної вакцини, яка має на меті захист від COVID, грипу, пневмонії та ряду алергенів.

Дослідники успішно протестували вакцину на тваринах і тепер готуються до клінічних випробувань з участю людей. Вакцинування здійснюється, зокрема, у вигляді назального спрею.

Цю інформацію висвітлено у статті на Science Daily, де науковці опублікували свої результати в авторитетному журналі Science.

У ході експериментів на мишах дослідники встановили, що вакциновані особини були в безпеці від SARS-CoV-2 та різних коронавірусів, а також від інфекцій, викликаних стафілококом (Staphylococcus aureus), внутрішньолікарняними патогенами Acinetobacter baumannii і домашніми пиловими кліщами, які є звичайними алергенами.

Якщо таких результатів вдасться досягти для людей, то одна вакцина потенційно зможе замінити кілька щорічних доз проти сезонних респіраторних захворювань і забезпечити швидкий захист у разі появи нового пандемічного вірусу.

У рамках дослідження мишам вводили вакцину у формі назальних крапель. Деяким з них призначали кілька доз з тижневими перервами. Після завершення вакцинації всіх мишей піддавали впливу респіраторного вірусу.

Миші, які отримали три дози, були захищені від SARS-CoV-2 та інших коронавірусів щонайменше три місяці. Невакциновані миші при цьому істотно втрачали масу тіла і навіть помирали - у їхніх легенях спостерігали сильне запалення та високий рівень вірусного навантаження. Натомість вакциновані миші втратили значно менше ваги, всі вижили, а їхні легені були незначно уражені вірусом.

Науковці підкреслюють, що ця новаторська вакцина функціонує інакше, ніж звичайні препарати.

Традиційні вакцини надають захист організму лише від певного патогена. Історія їх використання розпочалася в кінці XVIII століття, коли британський вчений Едвард Дженнер створив першу вакцину проти віспи, заклавши основи вакцинаційної практики.

Проте багато патогенів швидко мутують, і ефективні вакцини з часом можуть стати недієвими. Саме тому необхідні оновлені бустерні дози проти COVID-19 та щорічні щеплення проти грипу.

Професор мікробіології та імунології Балі Пулендран зазначив, що більшість зусиль у розробці вакцин з універсальною дією зосереджені на захисті від цілого сімейства вірусів, таких як усі коронавіруси чи різні штами грипу. Проте концепція створення єдиної вакцини, яка могла б забезпечити захист від численних, не пов’язаних між собою патогенів, зазвичай вважається малоймовірною.

Як працює нова вакцина проти вірусів

Замість копіювання частини вірусу чи бактерії нова вакцина імітує сигнали комунікації, якими обмінюються імунні клітини під час інфікування. Вона об'єднує дві основні захисні системи організму - вроджений та адаптивний імунітет - у скоординовану і тривалу реакцію.

Переважна частина існуючих вакцин в першу чергу активує адаптивну імунну відповідь, сприяючи виробленню антитіл та Т-клітин, які орієнтовані на конкретні збудники інфекцій. Ця імунна пам’ять може зберігатися протягом тривалого часу.

Вроджена імунна система активується вже через кілька хвилин після потрапляння патогенів, забезпечуючи широкий спектр захисту. Хоча її дія зазвичай триває лише кілька днів, група дослідників на чолі з Пулендраном вивчила універсальні аспекти цієї системи.

Яскравим прикладом є вакцина проти туберкульозу, яку щорічно отримують близько 100 мільйонів новонароджених. Наукові дослідження показують, що така вакцинація здатна зменшити ризик смерті немовлят від різних інфекцій.

Отже, мова йде про розширений захист через перехресні механізми.

У 2023 році команда Пулендрана роз'яснила механізм дії вакцини на мишах. Вакцинація проти туберкульозу стимулювала як вроджені, так і адаптивні імунні відповіді.

Незвичайним виявилося те, що природна реакція залишалася активною протягом кількох місяців. Вчені виявили, що Т-клітини, які беруть участь у адаптивному імунній відповіді в легенях, посилають сигнали, що підтримують імунні клітини в активному стані.

"Ці клітини надсилали важливий сигнал, що сприяє активації вродженої імунної системи, яка зазвичай активна протягом декількох днів чи тижня, але в даному випадку може зберігати свою активність до трьох місяців," - підкреслив Пулендран.

Поки зберігалася підвищена природна активність, миші виявлялися захищеними від SARS-CoV-2 та інших коронавірусних інфекцій.

"Ми висловили припущення, що, оскільки вакцина від туберкульозу надає свої захисні властивості через перехресні механізми, існує можливість розробити синтетичну вакцину з оптимальним поєднанням стимулів", - зазначив Пулендран.

Як функціонує система захисту

Нова формула, яка зараз називається GLA-3M-052-LS+OVA, розроблена для реплікації сигналів Т-клітин, що стимулюють клітини вродженого імунітету в легенях. Вона також містить нешкідливий антиген, яєчний білок, OVA, який притягує Т-клітини в легені та допомагає підтримувати посилену вроджену імунну відповідь протягом тижнів або місяців.

Вражені успішними результатами у боротьбі з вірусними інфекціями, вчені вирішили випробувати вакцину проти бактерій, що викликають респіраторні захворювання, зокрема Staphylococcus aureus та Acinetobacter baumannii. Миші, які отримали вакцину, залишалися захищеними від зараження цими патогенами протягом приблизно трьох місяців.

Після цього науковці вирішили провести випробування вакцини проти алергенів. У рамках дослідження миші піддавалися дії білка, що міститься в пилових кліщах, які викликають алергічну астму. У мишей, які не отримували вакцину, спостерігалася яскраво виражена реакція на алерген, а також утворення надмірної кількості слизу в дихальних шляхах. У свою чергу, вакциновані особини демонстрували значно меншу реакцію на алерген, і їхні дихальні шляхи залишалися вільними.

Що буде далі

Наступним кроком стане випробування вакцини серед людей. Вони розпочнуться з вивчення безпеки. Якщо результати будуть позитивними, відбудуться більш масштабні дослідження з контрольованим впливом збудників інфекцій.

На думку Пулендрана, за наявності належного фінансування універсальна вакцина може стати доступною протягом п'яти-семи років.