Вирус гриппа (показан коричневым цветом), атакующий реснички лёгких человека (голубым) (иллюстрация с сайта thehousedoctor.com).

Делая профилактическую прививку от гриппа, человек точно знает, что в отличие от остальных прививок эту на следующей год придётся повторить. Всё из-за способности к мутации вируса, вызывающего грипп. Недавно учёные обнаружили антитела, способные нейтрализовать сразу несколько штаммов вирусов, в том числе и тех, что вызывают птичий грипп.

Будет ли создана универсальная вакцина?
Далее...



Вакцины и прививки до сих пор являются, пожалуй, самыми эффективными средствами борьбы с болезнями. Однако далеко не все жители планеты имеют возможность да и желание их делать. Людей смущает эффективность этой процедуры, особенно когда речь идёт о прививках от гриппа, ведь, вводя в организм ослабленные "прошлогодние" вирусы, они не получают гарантированной защиты от "новых".

А иногда вирусы мутируют так быстро, что прививку приходится повторять в том же сезоне. Кроме того, существует вероятность тут же переболеть гриппом в слабой форме.

Как происходит заражение вирусом гриппа? Попадая на слизистые, к примеру, носа и горла, он с помощью антигенов закрепляется на рецепторах оболочки клеток-мишеней. Когда это происходит, вирус и клетка надёжно связываются, что позволяет вирусу позже проникнуть внутрь клетки, перепрограммировать её и начать размножаться.


Гемагглютинин в действии: сначала он связывает сахара (зелёный цвет), затем молекула разворачивается, и с помощью слитного пептида (красный) вирус закрепляется на мембране клетки, после чего связи ещё больше укрепляются (иллюстрация с сайта wikimedia.org).
Организм (а именно лейкоциты или белые кровяные тельца), как правило, уже после инфицирования начинает вырабатывать антитела, специализированные белки, которые связываются с антигенами. В результате вирус не имеет возможности присоединиться к клетке-мишени.

Иногда антитела "обезоруживают" патогены сами, но чаще начинают посылать сигналы иммунным клеткам, которые атакуют и разрушают вирусы.

Что происходит при вакцинации человека? В кровь впрыскиваются ослабленные или убитые "частицы". Это приводит к формированию описанного выше иммунного ответа, и он в некоторых случаях сохраняется на всю жизнь.


Антигены: гемагглютинин (hemagglutinin) и нейраминидаза (neuraminidase) находятся на поверхности оболочки вируса (иллюстрация Nature Structural & Molecular Biology).

Но в случае с гриппом всё несколько сложнее. Вакцины побуждают антитела закрепляться в головной части антигена гемагглютинина, однако эта часть белка очень быстро видоизменяется, что часто приводит к неэффективности вакцинации.

Иммунолог Уэйн Мараско (Wayne Marasco) из медицинской школы Гарварда (Harvard Medical School) и его коллеги работают над разработкой вакцины от птичьего гриппа, который может быть передан человеку.

На сегодняшний день известны лишь единичные случаи передачи птичьего гриппа людям. Обычно инфицируются работники ферм, которые находятся в близком контакте с домашней птицей. Однако учёные опасаются, что рано или поздно вирус мутирует, "перепрыгнет" с вида на вид и сможет так же легко распространяться среди людей (по крайней мере, если освоится в верхних дыхательных путях).

Медики начали своё исследование с того, что изучили 27 миллиардов моноклональных антител, что находились в их базе данных.


Ленточная схема связи гемагглютинина H5 (жёлтым и синим цветом показаны две его цепи HA1 и HA2) и моноклонального антитела F10 (красным) (иллюстрация William Hwang and Jianhu Su, Dana-Farber Cancer Institute).


Учёные искали белки, которые способны обнаружить H5, один из 16 подтипов гемагглютинина, того самого антигена вируса гриппа. Вторым распространённым антигеном является нейраминидаза, у неё 9 вариантов. Кстати, по названию типа вируса можно определить, какие антигены находятся в его составе (например, "разрекламированный" СМИ H5N1 – сочетание пятого подтипа гемагглютинина и первого нейраминидазы).

В результате биологи обнаружили 10 антител, которые способны распознать различные варианты H5. В ходе дальнейших экспериментов выяснилось, что эта группа антител также способна блокировать ещё восемь типов вируса гриппа, включая H1N1, который вызвал "испанку" (самую крупную пандемию гриппа, унёсшую жизни, по разным данным, от 50 до 100 миллионов человек).

Затем специалисты протестировали действие трёх из десяти антител на мышах (их инфицировали смертельной дозой птичьего гриппа). Когда грызуны получали эти антитела до заражения вирусом птичьего гриппа либо спустя трое суток после, большинство из них выживало. Значит, данная группа антител работает, помогая иммунной системе побороть болезнь. (Есть информация, что в некоторых случаях антитела справлялись с патогенами сами, не "призывая" на помощь иммунную систему.)

Дальнейшими структурными исследованиями антител занялась команда профессора Роберта Лиддингтона (Robert Liddington) из института медицинских исследований Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (Burnham Institute for Medical Research). С помощью метода рентгеновской кристаллографии они тщательно изучили строение связи одного из антител и гемагглютинина (вплоть до отдельных атомов).

Выяснилось, что белок прикреплялся не к "голове" гемагглютинина (которая мутирует чаще всего), а к "карманам" в хвостовой его части. Таким образом, антитела лишают вирус возможности менять форму и проникать в клетку-мишень.

Получив столь нестандартные данные, учёные решили проверить геномы шести тысяч вариаций вирусов гриппа и обнаружили, что последовательность аминокислот на этом участке у большинства из них почти не отличается.

А это означает, что обнаруженные антитела могут защищать организм сразу от нескольких вирусов, в том числе и от возбудителей птичьего гриппа.



Во время эпидемии испанского гриппа кондукторы не пускали в трамвай пассажиров без защитных масок, Сиэтл, 1918 год (фото с сайта wikimedia.org).


Подробности масштабного исследования вы найдёте в пресс-релизе американского Национального института здоровья (National Institutes of Health) и в статье авторов открытия, вышедшей в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

"Мы считаем, что головная часть гемагглютинина работает как приманка для иммунной системы человека, оттягивая внимание от других участков", — рассказывает Мараско. Потому антитела так редко крепятся к хвостовой части антигена.

"Важно перенаправить ответ иммунной системы на этот неменяющийся участок антигена, тогда мы, возможно, получим пожизненный иммунитет от гриппа", — добавляет Уэйн.

Теперь Мараско и его коллеги решают, как лучше всего использовать столь ценную информацию.

Отметим, что моноклональные антитела можно производить в лаборатории в больших количествах от одной единственной материнской клетки достаточно быстро (на то, чтобы создать первые порции вакцины, уйдёт от 4 до 6 месяцев). Кстати, эта технология была разработана ещё 30 лет назад.

В комбинации с антивирусными препаратами антитела могли бы помочь предотвратить и вылечить грипп, вызванный даже мутировавшими вирусами (до тех пор пока не будет разработана эффективная вакцина).

Сейчас учёные начинают испытания новой терапии на животных (а именно на хорьках) и надеются получить первый продукт для клинических испытаний к сезонной эпидемии гриппа 2010-2011 годов.

К тому времени на Земле от гриппа погибнет ещё очень много людей (по некоторым данным, ежегодно сезонные эпидемии уносят жизни порядка 250 тысяч человек). Но в случае удачного исхода испытаний человечество получит действительно серьёзное оружие против возможной общемировой пандемии смертоносного птичьего гриппа, к которому у человека пока нет естественного иммунитета.

Будем надеяться, что ко времени создания универсальной вакцины вирусы гриппа не "поумнеют" настолько, что решат "подменить" и ту самую ахиллесову пяту. Именно так назвали не меняющийся участок антигена американские учёные.


membrana.ru