Прототипы вакцины против респираторно-синцитиального вируса испытали на мышах

Инфекционные заболевания остается основной глобальной причиной детской смертности. Среди распространенных вирусных патогенов раннего возраста — респираторно-синцитиальный вирус, оболочечный несегментированный РНК-вирус семейства Pneumoviridae, который вызывает серьезные респираторные заболевания у детей до 5 лет.

Вирус с воздушно-капельным путем передачи поражает эпителий верхних и нижних дыхательных путей. Инфекция вызывает воспаление в легких, некроз эпителиальной клеточной стенки, отек и повышенное образование слизи. Из-за особенностей строения дыхательных путей и системы врожденного иммунитета самые маленькие пациенты подвергаются большей опасности при инфекции.

Формалин-инактивированная вакцина против РСВ (FI-RSV), разработанная еще в 1960-х годах, вызывала слабый иммунный ответ, а также усиливала прогрессирование болезни, приводя в некоторых случаях к летальному исходу. Индукция антител со слабой нейтрализующей активностью стимулировала отложение иммунных комплексов и активацию комплемента в альвеолах, а также включала аллергический Th2-клеточный ответ, вызывая избыточную инфильтрацию легких нейтрофилами и эозинофилами. Клинические испытания этой вакцины провалились.

Объединенная исследовательская группа ученых США и Дании под руководством доктора Саймона Ван Харена из Бостонского детского госпиталя изучила другие способы, с помощью которых вакцинация может безопасно стимулировать иммунную систему новорожденных.

В 2016 году исследователи показали, что стимуляция адъювантами R848 (резиквимод) и TDB (трегалоза-6,6-дибегенат) рецепторов TLR7/8 и CLR Mincle моноцитарных дендритных клеток новорожденных (МДК) активирует их для обучения Th1-ответу. Th1-ответ трудно стимулировать у новорожденных, однако именно он обеспечивает защиту от вирусных патогенов — первая FI-RSV вакцина такого эффекта не давала.

Комбинированная адъювантная система R848-TDB приводит к активации NF-κB, а также к активации инфламмасомы NLRP3, индуцирует выработку TNF-α, IL-1β и IL-18 — цитокинов, способствующих поляризации Th1. Кроме того, продукция Th2-противовоспалительных цитокинов IL-10 и IL-12p40, а также хемоаттрактанта нейтрофилов CXCL8 была снижена по сравнению с каждым из тестируемых компонентов в отдельности. В итоге дендритные клетки индуцируют дифференцировку наивных CD4+ Т-клеток новорожденных в Th1-клетки вместо Th2.

В новой работе авторы более подробно проанализировали молекулярный механизм синергетической активации МДК новорожденных с помощью комбинации адъювантов R848-TDB. Также они проверили способность липосомных препаратов, содержащих липидированный агонист TLR7/8 3M-052 (синтетический имидазохинолинон), агонист Mincle и антиген RSV pre-F, вызывать мощный и сбалансированный Th1/Th2 иммунный ответ у новорожденных мышей.

Объектом исследования in vitro стали культуры МДК, полученных из донорской крови новорожденных (9 человек) и взрослых (4 человека); для эксперимента in vivo ученые использовали новорожденных мышей.

В первом эксперименте стимулировали культуры МДК новорожденных и взрослых комбинацией адъювантов R848-TDB и каждым компонентом отдельно. Контрольные клетки оставляли в транспортной среде без химического воздействия. После иммунизации клетки лизировали и проводили количественный масс-спектрометрический анализ для оценки фосфорилированных белков-участников различных сигнальных путей. При воздействии комбинации R848-TDB на клетки младенцев заметно вырос уровень фосфорилирования белков эндосомального и цитокинового путей. Аналогичная картина наблюдалась в МДК взрослых доноров, но при раздельном воздействии адъювантов на культуру.

Анализ отдельных белков, участвующих в этих путях, выявил значительное фосфорилирование протеинкиназы PKC-δ, играющей ключевую роль в путях передачи сигналов цитокинов, а также в путях эндоцитоза, что обеспечивает возможную связь между этими двумя процессами. Поскольку R848 действует через эндосомные рецепторы (TLR7/8), ученые предположили, что причиной наблюдаемой синергии в индукции передачи сигналов цитокинов может быть повышенный эндоцитоз.

Затем ученые приступили к проверке будущей вакцины на новорожденных и взрослых мышах. Для оценки эффективности иммунизации приготовили прототипы препарата на основе антигена вируса pre-F в различных сочетаниях с адъювантами TDB и 3M-052 — более эффективного липидированного аналога R848. Всего было протестировано четыре состава: RSV/3M-052 (DDA052), RSV/TDB (CAF01), RSV/TDB+3M-052 в низкой концентрации (CAF08low), RSV/TDB+ 3M-052 в высокой концентрации (CAF08high).

Наибольшую эффективность показали препараты CAF08 и CAF01; у мышей, привитых данными вакцинами, наблюдался самый высокий титр нейтрализующих антител против РСВ. Анализ антител на изотипы показал увеличение количества антител IgG2a/c, что свидетельствует о преобладании Th1-ответа над Th2. Это подтвердили и результаты проточной цитометрии: у новорожденных мышей, иммунизированных вакциной с адъювантом CAF08, был обнаружен значительный процент клеток Th1, а также CD8+ Т-клеток, специфичных к антигену РСВ..

Для проверки вирусной нагрузки ученые заражали новорожденных мышат, иммунизированных однократно, живым штаммом RSV A2. Четыре из шести мышей в группе CAF01 и все шесть мышей в группе CAF08 не имели обнаруживаемых титров вируса в легких и слизистой носовых ходов. В легочной ткани у инфицированных привитых животных наблюдалась типичная картина воспаления, указывающая на иммунный прайминг. Однако по другим признакам, таким как потеря веса и общее состояние, ухудшения течения болезни у вакцинированных животных ученые не зафиксировали, в отличие от контроля (непривитые зараженные мыши).