Вакцины ограничили распространение ряда инфекционных заболеваний, таких как оспа, полиомиелит и корь. Однако вакцины против некоторых заболеваний, включая грипп и малярию, работают недостаточно хорошо, и одной из причин может быть время презентации антигена и адъюванта иммунной системе.

Исследователи из ACS Central Science разработали гидрогель для инъекций, который обеспечивает длительное высвобождение компонентов вакцины, повышая эффективность, качество и продолжительность иммунных ответов у мышей.

Инфекционные болезни вызывают вирусы и бактерии, выделяемые ими токсины, простейшие организмы и болезнетворные грибы. Защиту от многих инфекционных болезней обеспечивает вакцинация.

Для победы над инфекционным заболеванием иммунная система должна сначала распознать возбудителя болезни. Этим занимаются белые кровяные тельца (лейкоциты), и они же начинают производить соответствующие вирусу или бактерии антитела. Антитела выполняют две задачи:

• атакуют возбудителя болезни с целью его уничтожения и победы над инфекцией;
• защищают человека от этой болезни в дальнейшем.

Антитела начинают вырабатываться не сразу, как только человек заразился, на это обычно уходит 2–3 недели. При следующей встрече с тем же возбудителем болезни иммунная система уже готова к его обезвреживанию и реагирует быстрее. В этом случае инфекционная болезнь не возникает или протекает в легкой форме, то есть человек получает иммунитет против этой болезни.

Вакцинация – это близкий к естественному способ формирования иммунитета. Вакцина содержит частицы вызывающих болезнь вирусов или бактерий, по которым иммунная система их опознает. Сама по себе болезнь в этом случае не формируется. Таким образом, в результате вакцинации вырабатывается такой же иммунитет, как в случае перенесенной болезни, только без риска и страданий.

Если вакцинированный против болезни человек заразился, его иммунная система сразу готова защитить организм. Возбудители болезни уничтожаются до того, как успеют размножиться в организме. В результате останавливается и дальнейшее распространение инфекции. Однако этот щит работает только в том случае, когда вакцинировано достаточное количество людей. Параллельно с сокращением числа вакцинированных жителей во многих странах Европы снова возникли вспышки болезней. Выразительным примером этого служит корь.

Вакцины обычно содержат дополнительный компонент, называемый адъювантом, который помогает стимулировать иммунную систему. При естественных инфекциях организм обычно подвергается воздействию антигенов в течение 2–3 недель по сравнению с 1–2 днями для вакцин.

Эрик Аппель и его коллеги задались вопросом, смогут ли они разработать инъекционный гидрогель, который будет медленно высвобождать вакцину. компоненты в течение более длительного периода времени, более похожие на то, к чему привык организм, что может повысить иммунный ответ.

Исследователи разработали гидрогель из полимерных наночастиц, который можно смешивать с компонентами вакцины. При введении под кожу мышей материал образовывал локализованную область воспаления, которая привлекала определенные типы иммунных клеток, медленно высвобождая антиген и адъювант в течение нескольких дней. В результате мыши, которым вводили гидрогель, продуцировали больше антител в течение более длительного периода времени, чем мыши, получавшие традиционную вакцину.

Хотя новая система все еще нуждается в испытании, чтобы увидеть, улучшает ли она защиту вакцины от конкретных заболеваний, это исследование демонстрирует простую и эффективную платформу доставки вакцины, которая увеличивает эффективность и продолжительность опосредованного антителами иммунитета у мышей, говорят исследователи.