Остановит ли мРНК-вакцина против клещей передачу заболевания?
Клещи выступают в качестве переносчиков различных патогенов, способных вызывать серьезные заболевания у людей и животных. Однако неоднократные укусы клещей могут вызывать устойчивость к заражению. Вакцина, индуцирующая такую устойчивость, могла бы обеспечить безопасную для окружающей среды альтернативу повсеместно применяемым репеллентам и акарицидам. Как сообщается в Science Translational Medicine, Эрол Фикриг с коллегами в настоящее время показали, что мРНК-вакцина, кодирующая набор белков слюны клеща, может стимулировать «противоклещевой иммунитет» у морских свинок и значительно ослаблять передачу переносимой клещом боррелии (Borrelia Burgdorferi) — инфекционного агента, вызывающего болезнь Лайма (боррелиоз).
В отличие от других кровососущих членистоногих, клещи питаются на своих хозяевах в течении нескольких дней. В ходе этого длительного периода питания клещ подвергает хозяина воздействию смеси различных компонентов своей слюны, в том числе ингибиторов свертывания крови и сосудорасширяющих соединений. «Приобретенная устойчивость» к укусу клещей или «противоклещевой иммунитет», впервые обнаруженный у животных более 80 лет назад, опосредуется иммунным ответом хозяина на действие антигенов из слюны клеща. Это местная воспалительная реакция с привлечением секретирующих гистамин базофилов, проявляющаяся покраснением (гиперемией) и кожным зудом (пруритом). Иммунный ответ изменяет пищевое поведение клеща, значительно снижая время питания, а также предупреждает хозяина о присутствии клеща.
Несмотря на то, что для некоторых клещевых антигенов была показана способность запускать иммунные реакции, до сих пор воспроизвести устойчивый противоклещевой иммунитет путем вакцинации не удавалось. Возможно, это связано с тем фактом, что смесь слюнных белков клеща динамически изменяется в процессе питания. Имея данные предыдущих исследований клещевых антигенов, Саджид с соавт. выбрали 19 белков слюны черноногого клеща Ixodes scapularis — типичного переносчика болезни Лайма у людей — и генно-инженерными методами создали мРНК с модифицированными нуклеозидами, кодирующую эти белки. Молекулы такой мРНК в равных количествах были заключены в капсулы из липидных наночастиц (ЛНЧ) для создания мРНК-ЛНЧ вакцины 19ISP (19 Ixodes salivary proteins). Для изучения действия вакцины на кормовое поведение I. scapularis морских свинок иммунизировали внутрикожно (трижды с интервалом в четыре недели), что привело к сильному антительному ответу к по меньшей мере десяти из кодируемых антигенов. Затем животные экспериментально взаимодействовали с нимфами, зараженными I. scapularis. У вакцинированных животных в течение 24 часов развивалась значительная эритема. Более того, клещи на вакцинированных грызунах плохо питались и к 48 часам начинали открепляться; к 96 часам от получивших вакцину морских свинок откреплялось уже 80 % клещей, при этом у невакцинированных животных соответствующий показатель составил 20 %.
Чтобы исследовать, влияет ли измененное кормовое поведение на передачу патогена, нимфы I. scapularis, инфицированные B. burgdorferi, помещали на морских свинок, которые были вакцинированы 19ISP или мРНК-вакциной, кодирующей люциферазу светлячка. Каждое животное получило трех зараженных клещей. Полагая, что люди склонны удалять клещей, вызывающих связанный с эритемой зуд, клещей снимали (двойным слепым методом), как только появлялось покраснение. Через три недели после контакта B. burgdorferi было инфицировано 46 % контрольных животных, при этом ни одно из вакцинированных животных не заразилось. Анализ экспрессии генов продемонстрировал активацию вакциной нескольких иммунных путей, включая сигнальные пути рецепторов T- и B-лимфоцитов, хемокинов, FcεRI- и IL-17-сигналинг, а также токсичность, оапосредованную NK-клетками (натуральными киллерами). Aнализ мест укуса также указал на то, что вакцина индуцирует Т-клеточные ответы.
Это исследование показывает, что приобретенную устойчивость к укусам клещей у морских свинок можно вызвать с помощью мультивалентной мРНК-вакцины, и что она может предотвращать заражение B. burgdorferi, переносимой клещом, — вероятно, путем снижения длительности периода питания клеща. Авторы предполагают, что формула с применением мРНК и ЛНЧ может имитировать естественные укусы клеща, обеспечивая медленную и продолжительную доставку антигена. Если такой подход можно будет перенести на людей, подобная вакцина станет первой, действующей не на патоген или микробную мишень, а на его переносчика.