Синтетические вакцины #005. Как конструировать вакцины

Если практически любой участок поверхности молекулы вирусного белка может вызывать образование антител против этого белка, значит, можно конструировать вакцины, а не получать их в виде массы разнообразных антител, которые дает иммунная система организма в ответ на введение целых вирусных частиц. Этой задачей занимается ряд лабораторий. Первая вакцина, которую мы разработали, была против ящура. Ящур — давний бич животных, в особенности крупного рогатого скота. Это заболевание до сих пор остается серьезной проблемой скотоводства практически повсюду, за исключением Австралии и Северной Америки; ежегодно тратится несколько миллиардов доз вакцины с убитым вирусом. Оболочка вируса ящура построена из 240 молекул белков четырех типов — Р1, Р2, Р3 и VP4, по 60 молекул каждого типа. Пытались получить вакцину на основе белка VP1, который считается главной мишенью антител. Однако оказалось, что у целого белка иммуногенность низкая. Поэтому в сотрудничестве с Ф. Брауном и Д. Роуландсом из Института по изучению вирусов животных (Великобритания) мы начали эксперименты с целью синтезировать фрагмент белка VP1 более иммуногенный, чем целый белок.

Последовательность 213 аминокислот белка VP1 уже была известна из нуклеотидной последовательности, но детальная, с атомным разрешением, структура белка до сих пор не выяснена. Однако оказалось достаточно проанализировать аминокислотную последовательность, чтобы обратить внимание на участок между 141-й аминокислотой и 160-й. В этом участке очень много гидрофильных боковых групп аргинина, лизина и аспарагиновой кислоты, следовательно, он скорее всего располагается на поверхности молекулы белка. В местах изломов полипептидной цепи (излом, резкий изгиб может вносить вклад в иммуноспецифичность молекулы) часто находится пролин, а между 141-й и 160-й аминокислотами как раз есть два остатка пролина.

Важно отметить, что в области между 141-й и 160-й аминокислотами последовательности белка VP1 у разных штаммов вируса заметно различаются. Вирусу нужно уметь ускользать От действия иммунной системы хозяина достаточно долго, чтобы успеть заразить его клетки и дать потомство. Для этого ои постоянно изменяет антигенные детерминанты на своей оболочке, так что антитела, образовавшиеся ранее против исходного штамма, не могут связаться с измененной формой вируса и нейтрализовать ее. Говоря менее телеологическим языком, естественный отбор позволяет выжить тому штамму вируса, в котором благодаря мутации произошло иммунологически значимое изменение. Стало быть, последовательность для синтетической вакцины следует искать именно в вариабельном участке молекулы, мутации в котором меняют его и ммуноспецифичность.

Мы синтезировали несколько пептидов белка Р1 вируса ящура, в том числе и пептид с аминокислотами со 141-й по 160-ю. Каждый пептид присоединили к молекуле белка-носителя и ввели кроликам. Мы убедились, что пептиды индуцируют образование антител против самих себя, и поставили биопробу, чтобы посмотреть, нейтрализуют ли эти антитела вирус. Когда мышам вместе с вирусом вводили антисыворотку кролика против пептида 141—160, она эффективно инактивировала вирус — С антисывороткой мыши получали так называемый пассивный иммунитет. Существуют три основных штамма вируса ящура; мы работали с вирусом типа О. Антисыворотка на штамм О нейтрализовала два других штамма гораздо хуже. Это подтверждает представление о том, что изменения в определенном участке белка VP1 позволяют вирусу избегать действия антител против другого штамма. топ казино онлайн с хорошей отдачей