Пищевые вакцины

Пищевые вакцины представляют собой генетически модифицированные растения, в геном которых введены гены, кодирующие антигенные пептиды патогенов. При применении в пищу таких растений происходит оральная вакцинация против патогенов.

В конце 90-х годов XX века усилиями ВОЗ вакцинацией против шести наиболее значимых возбудителей (дифтерии, кори, коклюша, полиомиелита, столбняка и туберкулеза) было охвачено около 80% детей земного шара (по сравнению с 5% в середине 70-х годов). Среди оставшихся 20% непривитых детей около двух миллионов погибает от этих инфекций, в основном, это происходит в бедных слаборазвитых странах.

Создание пищевых вакцин на основе трансгенного картофеля, томатов, кукурузы, бананов поможет не только значительно удешевить вакцины, но и решить проблемы их транспортировки, длительного хранения, предельно облегчить сам процесс вакцинации, сделать эти вакцины легко воспроизводимыми в любое время в требуемых количествах.

Один из путей создания пищевых вакцин основан на введении в бактериальную плазмиду гена, кодирующего соответствующий антигенный пептид инфекционного возбудителя. Затем указанная плазмида вводится в растительную клетку. Там ген, кодирующий антигенный пептид, встраивается в ДНК растительной клетки. Затем из этой одиночной клетки выращивается целое растение, все клетки которого синтезируют и накапливают данный антигенный пептид. Семена, полученные от этого растения, также генетически модифицированы. Полученные из этих семян растения также синтезируют те же антигенные пептиды.

К настоящему времени уже созданы и испытываются пищевые вакцины на основе бананов, картофеля и томатов против холерных вибрионов и вызывающих диарею патогенных штаммов E. сoli и ротавирусов.

Получены также трансгенные растения табака, содержащие гены, кодирующие антигенные пептиды вируса гепатита В. Эти пептиды экстрагируют из полученных трансгенных растений и испытывают в качестве вакцин против гепатита В. Проводятся клинические испытания указанных вакцин.

В настоящее время предпринимаются попытки создания пищевых вакцин на основе риса, пшеницы, моркови, гороха, салата и сои. Их создатели мечтают о времени, когда у матери, съевшей один или два банана или салат из овощей, начнется синтез антител против антигенов целого ряда возбудителей. Эти антитела будут не только защищать организм матери от инфекций, но и, пройдя через плаценту, защитят от этих же болезней и организм ее ребенка.

Антиидиотипические вакцины

В настоящее время считается, что при создании противовирусных вакцин крайне нежелательно использование природного вирусного материала в любых его формах. Это связано в первую очередь с опасностью загрязнения вакцины нежелательными и часто непредсказуемыми нуклеотидными последовательностями, в частности, онкогенами. На это обстоятельство было обращено особое внимание экспертами ВОЗ, разработавшими перечень условий и требований к вакцинам против СПИДа.

Для преодоления этих трудностей было предложено создавать антиидиотипические вакцины, в которых в качестве антигенного материала используются антиидиотипические антитела, имитирующие пространственную структуру антигена, так называемый “внутренний образ” антигенной детерминанты.

На этом принципе уже создана вакцина против гепатита В на основе набора моноклональных антиидиотипических антител к ряду эпитопов поверхностного антигена вируса гепатита В. Данная вакцина находится еще на стадии разработки, но в экспериментах на шимпанзе показана ее высокая эффективность по защите животных от гепатита В. В настоящее время разрабатываются также антиидиотипические вакцины против ряда паразитарных инфекций.

Искусственные иммунизирующие молекулы,

не имеющие аналогов в природе

Вакцины этого типа позволяют преодолеть генотипическую неотвечаемость индивидуумов на тот или иной инфекционный антиген или группу антигенов. Этой цели достигают путем конъюгации заданных природных или искусственных антигенных детерминант (эпитопов) с молекулами искусственных полимеров со структурой Т-независимых антигенов. Такие антигены индуцируют синтез антител без участия Т-клеток, т.е. в обход контролирующей и индуцирующей функции Т-клеточного звена адаптивной иммунной системы. Это явление получило название фенотипической коррекции генетической неотвечаемости.

С помощью вакцин данного типа легко можно получить достаточно высокий титр антител за короткий период, когда это необходимо (например, это может потребоваться в эпидемиологически опасной ситуации), однако эффект вакцинации ограничится, скорее всего, несколькими месяцами, пока в результате катаболизма не упадет ниже необходимого уровня концентрация антител в организме вакцинированного. Клеток памяти при такой вакцинации, как правило, не образуется.

Принципиальная новизна таких вакцин заключается в том, что если организм по своим генетическим особенностям не в состоянии развивать выраженный адаптивный иммунный ответ по отношению к данному возбудителю, данному антигену или данной антигенной детерминанте, то сконструированные искусственные макромолекулярные комплексы, в состав которых входят необходимые антигенные детерминанты и стимулирующая (адъювантная) структура, обеспечивающая фенотипическую коррекцию, позволяют эффективно преодолеть генотипическую неотвечаемость.