Вчені створили вакцину на зубній нитці проти грипу

Американські науковці з Університету Північної Кароліни розробили незвичайний спосіб вакцинації проти грипу за допомогою звичайної зубної нитки, покритої вакциною. Результати дослідження, опубліковані у журналі Nature Biomedical Engineering, демонструють, що цей метод може стати ефективною альтернативою традиційним ін'єкціям.

Ідея використання ясен для доставки вакцини виникла у Харвіндера Гілла, інженера з наномедицини та старшого автора дослідження. Вчений звернув увагу на особливості будови ясенної борозни — крихітної щілини між зубом і ясною. На відміну від інших слизових поверхонь у роті та носі, які мають природні бар'єри для чужорідних молекул, з'єднувальний епітелій ясенної борозни виявився надзвичайно проникним.

Ця проникність у поєднанні з високою щільністю імунних клітин безпосередньо під поверхнею зробила ясенну борозну привабливою мішенню для доставки вакцини. Десятиліття досліджень показали, що віруси зазвичай потрапляють в організм через слизові поверхні носа та рота, але ці точки входу важко використовувати для доставки вакцин через їхні природні захисні механізми.

Команда дослідників, включаючи провідного автора Рохана Інгроле з Техаського технологічного університету, вирішила перевірити свою гіпотезу, виконавши те, чого ніхто раніше не робив — почистити зуби мишам зубною ниткою. Процедура виявилася складною, як зізнався Гілл. Одному дослідникові доводилося обережно відкривати щелепу миші за допомогою металевого кільця для ключів, поки інший направляв покриту вакциною нитку між крихітними зубами тварини.

Коли команда покрила нитку флуоресцентно міченим білком, вони виявили, що тканина ясен поглинула приблизно 75 відсотків дози. Навіть через 72 години білки все ще були видимі в яснах мишей, що підтверджувало успішну доставку вакцини глибоко в багату імунними клітинами тканину.

Дослідники пішли далі у своїх експериментах. Вони додали інактивований вірус грипу на нитку і вакцинували 50 мишей протягом 28 днів. Через чотири тижні всіх мишей піддали впливу смертельної дози справжнього вірусу грипу. Результат виявився вражаючим — усі вакциновані миші вижили, тоді як кожна невакцинована миша загинула.

Акіко Івасакі, імунолог з Єльського університету, яка не брала участі в дослідженні, прокоментувала: «Я чесно кажучи ніколи не думала про використання зубної нитки як стратегії вакцинації. Результати досить вражаючі».

Вакциновані за допомогою нитки миші продемонстрували ознаки потужного імунітету. Антитіла з'явилися в їхній слині, калі та кістковому мозку. Т-клітини — імунні клітини, які координують відповідь організму на патогени — були виявлені в підвищених кількостях у легенях і селезінці. Їхні лімфатичні вузли набрякли, що є класичною ознакою активації імунної системи.

У деяких експериментах вакцина навіть обходила необхідність дієтичних обмежень. На відміну від оральних вакцин, які часто вимагають голодування для ефективності, вакцинація на основі нитки працювала незалежно від того, чи мали миші доступ до їжі та води після імунізації.

Дослідження порівняло доставку на основі нитки з традиційними методами. Нитка перевершила краплі, розміщені безпосередньо на яснах, і була приблизно такою ж ефективною, як інтраназальна вакцинація. Підязикові вакцини — ті, що розміщуються під язиком — показали гірші результати. Миші, які отримали вакцини на основі нитки, виробили більше антитіл і вижили довше після вірусного впливу.

Однією з причин такого успіху є анатомія лінії ясен. З'єднувальний епітелій не має щільних бар'єрів, які знаходяться на більшості слизових поверхонь. Він наповнений імунними клітинами, такими як дендритні клітини, клітини Лангерганса та нейтрофіли, які допомагають запустити потужну імунну відповідь.

Дослідники навіть дослідили потенціал «universal» вакцини проти грипу, покриваючи нитку золотими наночастинками, міченими консервативним пептидом грипу. Ці покриті ниткою вакцини захистили мишей від множинних штамів грипу — навіть коли вони їли та пили воду відразу після лікування.

Щоб з'ясувати, чи може цей метод працювати для людей, команда попросила 27 здорових добровольців почистити зуби зубочистками, покритими харчовим барвником, щоб побачити, чи поглинається речовина. У середньому 60 відсотків барвника досягло ясен, що свідчить про те, що доставка вакцини через нитку принаймні фізично можлива для людей. Учасники сказали, що вони загалом відкриті до цієї ідеї. Багато хто сказав, що навіть віддали б їй перевагу перед ін'єкцією.

Однак є застереження. Вільям Джаннобіле, декан Гарвардської школи стоматологічної медицини, який не брав участі в роботі, зазначив, що це «розумний» підхід. Він додав, що слід спостерігати, як він працює у людей із захворюваннями ясен, які вражають майже половину американських дорослих. Запалені або пошкоджені ясна можуть змінити те, наскільки добре поглинається вакцина.

Інші вчені підтримали необхідність додаткового тестування. Джеймс Кроу, імунолог з Університету Вандербільта, який не брав участі в дослідженні, сказав, що необхідне тестування клінічних випробувань, щоб остаточно визначити, чи є цей концептуальний підхід життєздатним.

Вакцини на основі нитки мали б унікальні переваги. Вони не потребують голок, охолодження чи спеціальної підготовки для введення. Це робить їх легшими для розповсюдження — можливо, навіть поштою — під час майбутніх пандемій.

Джаннобіле прокоментував: «Уявіть, що ви йдете до стоматолога, і ваш лікар вводить одну з цих вакцин під час вашого візиту».

Наразі підхід залишається експериментальним. Але він приєднується до зростаючого списку альтернативних методів вакцинації, спрямованих на те, щоб зробити профілактику захворювань легшою, дешевшою та доступнішою.