Использование эритроцитов может ускорить создание вакцин, доказывает исследование

Доказано, что эритроциты помогают организму бороться с инфекциями, захватывая патогенные микроорганизмы на их поверхности, нейтрализуя их и представляя их иммунным клеткам в селезенке и печени. Новое исследование американских ученых открывает уникальные возможности для лечения и профилактики болезней.

Команда исследователей из Гарвардского биологического института и Высшей школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона исследует возможность использования эритроцитов для доставки антигенов к антигенпрезентирующим препаратам. Этот подход успешно замедляет рост раковых опухолей у мышей и может также использоваться в качестве биосовместимого адъюванта для различных вакцин. Технологию назвали эритроцитарно-управляемым иммунным таргетингом (EDIT).

Селезенка – один из органов в организме, на который можно результативно воздействовать при выработке иммунного ответа, ведь это один из немногих органов, где эритроциты и лейкоциты естественным образом взаимодействуют. Врожденная способность красных кровяных клеток переносить прикрепленные патогены иммунных клеток была обнаружена недавно, и новое исследование открывает уникальные возможности использования человеческих клеток для лечения и профилактики болезней.

Использование эритроцитов в качестве средств доставки лекарств – идея не новая, но подавляющее большинство существующих технологий предназначаются для легких, поскольку их плотная сеть капилляров заставляет грузы отсекать эритроциты, когда они протискиваются через крошечные сосуды. Исследовательской группе сначала нужно было выяснить, как заставить антигены прилипать к эритроцитам, чтобы те доставили их в селезенку.

Ученые покрывали наночастицы полистирола овальбумином – антигенным белком, который, как известно, вызывает слабый иммунный ответ, а затем вводили мышам и отслеживали, где они накапливались в их телах. Через 20 минут после инъекции более 99% наночастиц было очищено от крови животных, и в их селезенке присутствовало больше наночастиц, чем в легких. Более высокое накопление наночастиц в селезенке сохранялось до 24 часов, и количество эритроцитов с антигенным белком (EDIT) в кровообращении оставалось неизменным, показывая, что они успешно доставили свои грузы в селезенку без разрушения.

Затем исследователи проверили, вызывали ли антигены на поверхности наночастиц иммунный ответ. Мышам вводили эритроциты с антигенным белком один раз в неделю в течение трех недель, а затем анализировали клетки их селезенки. У обработанных грызунов было выявлено в 8 раз больше Т-клеток, демонстрирующих доставленный антиген овальбумина, чем у мышей, которым давали «свободные» наночастицы или которые их не получали. Получавшие EDIT животные также продуцировали в крови больше антител против овальбумина, чем любая другая группа мышей.

Чтобы увидеть, могут ли эти иммунные ответы потенциально предотвращать или лечить заболевание, команда ввела мышам клетки лимфомы, которые экспрессировали овальбумин на своих поверхностях. У грызунов, которые получали EDIT, рост опухоли был примерно в три раза медленнее по сравнению с контрольной группой и группой, которая получала свободные наночастицы, а также у них наблюдалось меньшее количество жизнеспособных раковых клеток. Этот результат значительно увеличил интервал времени, в течение которого опухоль могла быть излечена до того, как распространиться по всему организму.

«EDIT по сути является платформой вакцин без адъювантов. Одна из причин того, что разработка вакцин сегодня занимает так много времени, заключается в том, что инородные адъюванты, доставляемые вместе с антигеном, должны пройти полное клиническое испытание на безопасность для каждой новой вакцины, – говорит научный сотрудник лаборатории, доктор философии Зонгмин. – Эритроциты благополучно переливались пациентам на протяжении веков, и их способность усиливать иммунные реакции могла бы сделать их безопасной альтернативой иностранным адъювантам, повышая эффективность вакцин и скорость их создания».

«Человеческое тело является сокровищницей элегантных решений проблем здравоохранения, и хотя медицина прошла долгий путь в понимании этих механизмов, мы все еще находимся на этапах, еще очень ранних для того, чтобы использовать их для увеличения продолжительности и качества человеческой жизни. Это исследование является впечатляющим шагом вперед в достижении этой цели и может кардинально изменить то, как у пациентов модулируются иммунные ответы», – утверждает доктор медицинских наук, профессор биоинженерии Висс Дональд Ингбер.