Мышей от токсоплазмы защитила вакцина на основе белковых наночастиц

Ученые из США и Швейцарии разработали вакцину против Toxoplasma gondii на основе самособирающихся белковых частиц и протестировали ее на гуманизированных мышах.

Toxoplasma gondii — это внутриклеточный паразит, которым заражены приблизительно 30% людей. Он способен проникать во все клетки организма, в том числе в клетки мозга и глаз. Хотя большая часть взрослого населения, зараженного токсоплазмозом, не испытывает никаких серьезных симптомов, T. gondii может вызывать опасные осложнения и даже смерть у людей с ослабленным иммунитетом, новорожденных, а также у плода в утробе матери. Против этого паразита не существует вакцины, а терапевтические препараты обладают довольно ограниченным действием и не могут уничтожать покоящиеся, инцистированные формы.

Авторы новой работы, опубликованной в Scientific Reports, при разработке вакцины использовали принцип получения самособирающихся белковых частиц, разработанный ранее в Базельском университете под руководством профессора Петера Бурхарда. Подобно капсидам вирусов, белковые наночастицы собираются в растворе в многогранные структуры, состоящие из мономеров — линейных полипептидов длиной около 100 аминокислот. Такие мономеры включают в себя две суперспирали (пентамерный домен из белка внеклеточного матрикса и тримерный, сконструированный de novo), связанные линкерами. Эта концепция уже была использована для разработки прототипов вакцин против малярии и SARS-CoV.

В новой работе представлена расширенная версия прототипа вакцины против токсоплазмоза. Предыдущий прототип включал пять эпитопов поверхностных антигенов T. gondii, вызывающих CD8+ Т-клеточный ответ, универсальный эпитоп, распознающийся CD4+ T-клетками, и флагеллин в качестве каркаса и триггера TLR5-опосредованного иммунного ответа. Однако этот прототип показал недостаточно хороший защитный эффект. Поэтому исследователи сконструировали белковые наночастицы с дополнительными эпитопами поверхностных белков T. gondii, запускающими CD8+ Т-клеточный ответ, и с эпитопом белка MIC1 T. gondii, распознающимся В-клетками.

Новые белковые наночастицы получили название ToxAll и были протестированы на мышах, экспрессирующих гены человеческой иммунной системы. Вместе с наночастицами мыши получали лиганд-эмульсионный адъювант GLA-SE — агонист рецептора TLR4, усиливающий T-клеточный ответ.

Мышам вводили ToxAll с адъювантом, пустые наночастицы с адъювантом либо физраствор. Через две недели после введения ToxAll мышей заражали T. gondii и через 21 день после заражения оценивали наличие паразитов в мозге. У мышей, иммунизированных ToxAll с добавлением адъюванта, количество токсоплазм в мозге было на 87% ниже, чем в контрольных группах. Иммуноферментный анализ показал наличие в крови мышей специфических антител к T. gondii, при этом их количество было выше у животных, получивших ToxAll с адъювантом.

По словам авторов, систему ToxAll можно рассматривать как основу для разработки синтетических вакцин нового поколения, стимулирующих врожденный и адаптивный иммунитет и образование нейтрализующих антител, которые играют решающую роль в защите организма от патогенов.