Могут ли крошечные пузырьки проложить путь к новым технологиям

Глобальный научный ответ на COVID-19 привел к беспрецедентному прогрессу в разработке вакцин. Успешная разработка ряда эффективных вакцинных технологий для защиты населения стала важным аспектом борьбы с пандемией.

Теперь ученые надеются, что достижения в области геномики, генетики, иммунологии и структурной биологии откроют новые возможности для разработки вакцин против многих заболеваний, которые до сих пор представляют серьезную угрозу для здоровья человека, включая устойчивые к противомикробным препаратам патогены.

В то время как все бактерии защищаются клеточной стенкой и имеют внутреннюю клеточную мембрану, грамотрицательные бактерии также имеют уникальный внешний слой, который действует как защитный барьер и выделяет крошечные пузырьки, называемые везикулами. ^[1] Везикулы естественным образом выделяются бактериями в небольших количествах по мере роста клетки, но ученые могут запрограммировать бактерии таким образом, чтобы они высвобождались в больших количествах, что приводит к появлению определенных типов везикул, составляющих технологию GMMA. ^{[1] [2]}

Что делает ГММА интересными в мире вакцин, так это тот факт, что они сохраняют тот же состав, что и клеточная мембрана, даже после потери. ^{[1] [2]} Это означает, что, используя их в вакцине, ГММА могут представлять ключевые антигены точно так же, как они были бы представлены на бактериях, чтобы активировать иммунную систему против болезни, которую обычно вызывают бактерии. ^{[1] [2]}

Этот инновационный подход, по сути, использует врожденные свойства бактериальной клетки против самой себя, но это только начало потенциальных преимуществ. ГММА также содержат молекулы, называемые молекулярными паттернами, ассоциированными с патогенами, которые могут помочь вызвать сильный иммунный ответ, поскольку они действуют как адъюванты, компоненты, которые используются в вакцинах для стимуляции иммунной системы. ^[1] Ученые могут даже вносить дополнительные изменения в бактерии для снижения реактогенности ГММА с целью адаптации профиля безопасности любой полученной вакцины. ^{[1] [2]}

В Институте глобального здравоохранения GSK (GVGH) в Сиене, Италия, группа из примерно 50 ученых работает исключительно над поиском новых способов разработки вакцин от болезней, наиболее — и страны со средним уровнем дохода, и они в восторге от потенциала вакцин на основе ГММА.

Анна Мария Колуччи, руководитель отдела технического развития GVGH, подчеркивает: «ГММА включает в себя относительно простой производственный процесс, включающий ферментацию и фильтрацию, что означает, что ГММА можно производить с высоким выходом и чистотой всего за несколько дней». ^[2]

Такое сочетание простого и масштабируемого производственного процесса является ключевым для вакцин, предназначенных для стран с низким уровнем дохода, но также означает, что эту технологию можно использовать для вакцинации больших групп населения во время пандемии. ^[1]

Ученые GVGH планируют сначала изучить влияние вакцин на основе GMMA на кишечные бактериальные заболевания, такие как шигеллез и инвазивный нетифоидный сальмонеллез. Оба вызывают значительное глобальное бремя для здоровья, особенно в развивающихся странах. ^{[3] [4]}

Бактерии шигеллеза ежегодно вызывают более 200 000 смертей и являются второй ведущей причиной смерти от диареи в мире после ротавируса. ^[3] Инвазивная небрюшнотифозная сальмонелла (iNTS) — это запущенное и связанное с бедностью заболевание в странах Африки к югу от Сахары, от которого ежегодно умирает около 30 000 детей в возрасте до пяти лет. ^[4] В настоящее время не существует широко доступных лицензированных вакцин для защиты от любого заболевания; и связанная с этим угроза роста устойчивости к противомикробным препаратам является серьезной проблемой.

Франческа Миколи возглавляет разработку вакцины на основе ГММА для профилактики шигеллеза, поясняет: «Внедрение этой инновации в вакцинной технологии является ключевым фактором, если мы хотим добиться успеха в снижении воздействия болезней, вызывающих высокую заболеваемость и смертность в бедных сообществах».

Хотя наша работа в области GMMA находится на ранней стадии, мы надеемся, что разумное использование этих пузырьков клеточной мембраны приведет нас к вакцинам, которые смогут защитить детей и помочь решить проблему устойчивости к противомикробным препаратам в будущем.

Франческа Миколи

Академия инноваций GVGH Директор, GSK

Забегая вперед, команда также исследует возможность «украшения» GMMA антигенами различных патогенов, а также тех, из которых GMMA получены посредством генетических манипуляций или процесса, называемого химической конъюгацией. ^[2]

Используя этот подход, несколько антигенов могут быть представлены на одной и той же ГММА-частице, поддерживая использование платформы в качестве технологии «подключи и работай» для разработки многофункциональных вакцин, нацеленных на разные виды микробов одновременно. время. ^[2]

Как показала пандемия COVID-19, наличие целого ряда инновационных технологий вакцин имеет решающее значение для разработки вакцин для защиты от целого ряда различных заболеваний с высоким глобальным бременем для здоровья.

[1] Вакцины на основе ГММА: известные и неизвестные. Фронт. Immunol ., 3 августа 2021 г. По состоянию на 10.06.21 . Vaccines, 2020, 8, 540. По состоянию на 10.06.21: https://www.mdpi.com/2076-393X/8/3/540

[3] Заболеваемость и смертность от шигелл и энтеротоксигенных Escherichia coli diarrhoea: исследование глобального бремени болезней 1990–2016. Ланцет Infect Dis,  2018; 18: 1229–1240. Доступ 10.06.21: https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(18)30475-4/fulltext

[4] Детская смертность от инвазивной небрюшнотифозной сальмонеллы. Наш мир в данных. По состоянию на 10.06.21: https://ourworldindata.org/grapher/child-deaths-from-invasive-non-typhoidal-salmonella

Медицинский исследовательский институт Билла и Мелинды Гейтс и Институт Пастера разработают новую вакцину против шигеллы

Медицинский исследовательский институт Билла и Мелинды Гейтс (Gates MRI) и Институт Пастера заключили эксклюзивное соглашение о сотрудничестве и лицензионное соглашение для совместной разработки четырехвалентной синтетической конъюгированной вакцины на основе углеводов против Shigella flexneri серотипов 2a, 3a и 6 и Shigella sonnei. . Gates MRI будет иметь эксклюзивную лицензию на производство и продажу вакцины в 73 странах ГАВИ с низким уровнем дохода, тем самым выполняя миссию Gates MRI по предотвращению или смягчению последствий инфекций, вызываемых Shigella. Финансовые условия соглашения не разглашаются.

Shigella является второй ведущей причиной смертности от диарейных заболеваний у детей во всем мире после ротавируса, а также связана с плохим ростом и задержкой роста, что приводит к пожизненному бремени заболеваемости. Поэтому мировые лидеры общественного здравоохранения уделяют первостепенное внимание разработке эффективной вакцины против шигеллы. Различные пероральные и парентеральные вакцины прошли клиническую разработку, но еще не продемонстрировали необходимой иммуногенности или уровня защиты у детей младшего возраста, живущих в странах с низким и средним уровнем дохода. Как и многие инфекционные заболевания, Shigella приобретает устойчивость к обычно используемым антибиотикам, включая цефалоспорины третьего поколения, налидиксовую кислоту и ципрофлоксацин.

« У нас хорошие возможности для продвижения четырехвалентной программы Института Пастера по шигеллам, », — сказала Пенни М. Хитон, доктор медицинских наук, генеральный директор Медицинского исследовательского института Билла и Мелинды Гейтс. « Мы собрали опыт в области обеспечения качества, фармаконадзора, клинических и регуляторных вопросов; мы разработали стратегии проверки конечных точек биомаркеров; и у нас есть навыки управления и контроля сложных производственных процессов, которые являются основой программ разработки вакцин. Мне, как педиатру, приятно иметь возможность ускорить разработку вакцин Института Пастера, которые могут принести существенную пользу наиболее уязвимым детям в странах с низким и средним уровнем дохода. ”

“ Нам очень приятно видеть, как результаты наших фундаментальных исследований претворяются в жизнь во всем мире. Благодаря сотрудничеству с Медицинским исследовательским институтом Билла и Мелинды Гейтс мы уверены, что наша вакцина окажет большое влияние », — заявил профессор Стюарт Коул, президент Института Пастера.

О шигеллах

По оценкам, ежегодно во всем мире происходит сто восемьдесят восемь миллионов случаев шигеллезной диареи или дизентерии, при этом приблизительно 164 000 связанных смертей происходят в основном среди младенцев и детей младшего возраста. Шигеллез – это инфекционное заболевание, вызываемое группой бактерий, называемых шигелла(1). У большинства инфицированных шигеллами диарея, лихорадка и желудочные спазмы начинаются через день или два после контакта с бактериями. Шигеллез обычно проходит через 5-7 дней. У некоторых инфицированных людей могут вообще не быть симптомов, но они все же могут передавать шигеллы другим людям. Распространение шигеллы можно остановить частым и тщательным мытьем рук с мылом и принятием других мер гигиены. Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный центр новых и зоонозных инфекционных заболеваний (NCEZID), Отдел болезней пищевого, водного и экологического происхождения (DFWED)

Об Институте Пастера и международной сети Института Пастера

Институт Пастера, некоммерческий фонд с признанным благотворительным статусом, основанный Луи Пастером в 1887 году, сегодня является всемирно известным центром биомедицинских исследований с сетью 32 института по всему миру. Выполняя свою миссию по профилактике и борьбе с болезнями во Франции и во всем мире, Институт Пастера работает в четырех основных областях: исследования, общественное здравоохранение, образование и обучение, а также разработка исследовательских приложений.
Признанный во всем мире лидер в области инфекционных заболеваний, микробиологии и иммунологии, институт также исследует рак, генетические и нейродегенеративные заболевания, геномику и биологию развития. Его исследования направлены на расширение знаний о живом мире, чтобы заложить основы для новых стратегий профилактики и новых методов лечения. С момента своего основания десять ученых Института Пастера были удостоены Нобелевской премии по медицине, в том числе двое в 2008 году за открытие в 1983 году вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающего СПИД.

Исследование шигелл в Институте Пастера

За последние два десятилетия Отдел молекулярно-микробного патогенеза и Отдел химии биомолекул Института Пастера объединили свой опыт в области патогенеза шигелл и конъюгированных вакцин, соответственно, для улучшения понять патогенез инфекции Shigella и предотвратить это заболевание, внедрив инновационную стратегию, основанную на гликохимии, в отношении вакцины против Shigella.