Специально разработанные капсулы из паучьего шелка способны доставлять вакцину непосредственно в сердце иммунных клеток, позволяя эффективно стимулировать Т-лимфоциты, – пишет eurekalert.org.

Для борьбы с раком исследователи все чаще используют вакцины, которые стимулируют иммунную систему для выявления и уничтожения опухолевых клеток. Однако желаемый иммунный ответ не всегда гарантируется. В целях усиления эффективности вакцин при воздействии на иммунную систему – и в частности на Т-лимфоциты, специализирующиеся на обнаружении раковых клеток – исследователи из университетов Женевы, Фрайбурга, Мюнхена и Байройта в сотрудничестве с немецкой компанией «AMSilk» разработали микрокапсулы из паучьего шелка, способные доставлять вакцину непосредственно в сердце иммунных клеток. Этот метод также может быть применен к профилактическим вакцинам для защиты от инфекционных заболеваний и представляет собой важный шаг на пути к стабильным и простым в использовании вакцинам, устойчивым к самым экстремальным условиям хранения.

Наша иммунная система в значительной степени основана на двух типах клеток: В-лимфоцитах, которые продуцируют антитела, необходимые для защиты от различных инфекций, и Т-лимфоцитах. В случае рака и некоторых инфекционных заболеваний, таких как туберкулез, необходимо стимулировать Т-лимфоциты. Однако механизм их активации более сложный, чем у B-лимфоцитов: для получения реакции необходимо использовать пептид – небольшую часть белка, которая быстро разлагается в организме еще до достижения своей цели, если ее вводят в одиночку.

«Для разработки иммунотерапевтических препаратов, эффективных против рака, важно вызвать значительный ответ Т-лимфоцитов», – говорит профессор Кэрол Буркин – специалист по противоопухолевой иммунотерапии на факультетах медицины и науки Женевского университета, который руководил этой работой. – Действующие вакцины имеют лишь ограниченное действие на Т-клетки, поэтому крайне важно разработать другие процедуры вакцинации для преодоления этой проблемы».

Ученые использовали биополимеры синтетического паучьего шелка – легкого, биосовместимого, нетоксичного материала, который обладает высокой устойчивостью к экстремальным изменениям света и тепла.

«Мы воссоздали этот специальный шелк в лаборатории, чтобы вставить туда пептид с характеристиками вакцины, – объясняет Томас Шейбель, мировой специалист по паучьему шелку из Университета Байройта, который участвовал в исследовании. – Полученные белковые цепи затем сохраняют для образования инъекционных микрочастиц ".

Шелковые микрочастицы образуют транспортную капсулу, которая защищает вакцинный пептид от быстрого разрушения в организме и доставляет его в центр клеток лимфатических узлов, тем самым значительно увеличивая иммунные ответы Т-лимфоцитов.

«Наше исследование подтвердило обоснованность техники, – говорит Кэрол Буркин. – Мы продемонстрировали эффективность новой стратегии вакцинации, которая является чрезвычайно стабильной, простой в изготовлении и легко адаптируемой».

Биополимеры синтетического шелка демонстрируют высокую устойчивость к теплу, выдерживая более 100 °C в течение нескольких часов без повреждений. Теоретически это свойство позволяет разработать вакцины, не требующие вспомогательных веществ и холодных цепей, что является неоспоримым преимуществом, особенно в развивающихся странах, где одной из больших трудностей является хранение вакцин. Однако одним из ограничений этого процесса является размер микрочастиц: еще предстоит выяснить, могут ли в протеины шелка внедряться более крупные антигены, используемые в стандартных вакцинах, особенно против вирусных заболеваний.

«Все больше и больше ученые пытаются подражать природе в том, что она делает лучше всего, – добавляет Шейбель. – Этот подход даже имеет название: bioinspiration, его мы и применили здесь». Свойства паучьего шелка делают его особенно интересным продуктом: биосовместимым, твердым, тонким, биоразлагаемым, устойчивым к экстремальным условиям и даже антибактериальным, что позволяет применять его очень широко, в том числе для изготовления повязок и швов против ран.

[Фото: eurekalert.org]