Команда исследователей из Джона Хопкинса, работающая с животными, разработала вакцину, которая предотвращает проникновение вирулентных бактерий туберкулеза в мозг и вызывание смертельного заболевания туберкулезным менингитом, заболеванием, которое непропорционально часто встречается у детей, инфицированных туберкулезом, и у взрослых с ослабленной иммунной системой.
Отчет об исследовании, финансируемом из федерального бюджета, опубликован в Интернете 11 июня в журнале PLOS ONE.
Исследователи говорят, что туберкулезные инфекции головного мозга часто вызывают серьезные повреждения головного мозга и смерть даже при своевременном выявлении и лечении. Это связано с тем, что многие лекарства, используемые в настоящее время для лечения устойчивых штаммов туберкулеза, не могут преодолеть так называемый гематоэнцефалический барьер, который предотвращает проникновение патогенов в мозг, но также делает большинство лекарств вне досягаемости мозга.
"Когда туберкулез поражает мозг, наши варианты лечения в лучшем случае дают умеренный эффект, поэтому предотвращение инфекции мозга в первую очередь – единственный надежный способ предотвратить неврологические повреждения и смерть," сказал ведущий исследователь Санджай Джайн, М.D., специалист по инфекционным заболеваниям Детского центра Джонса Хопкинса. "К сожалению, наше единственное превентивное оружие, традиционная вакцина БЦЖ, имеет не очень хорошую репутацию с точки зрения эффективности."
Новая вакцина Джона Хопкинса, испытанная на морских свинках, в конечном итоге может добавить столь необходимое оружие к в значительной степени истощенному терапевтическому и профилактическому арсеналу. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время туберкулез поражает почти 9 миллионов человек во всем мире и становится все более устойчивым ко многим мощным антибиотикам.
Экспериментальная вакцина работает против некоторых смертельных штаммов туберкулеза, для которых характерно присутствие белка, известного как PknD, который помогает бактериям туберкулеза проникать через гематоэнцефалический барьер. В частности, PknD делает ТБ вирулентным, позволяя ему прикрепляться к защитным клеткам, выстилающим мелкие кровеносные сосуды головного мозга, повреждая их и проникая в них, и предотвращая проникновение токсинов и насекомых, проникающих через кровь, в орган.
По словам Джайна, если вакцина окажется эффективной на людях, ее также можно будет использовать для усиления защитного действия на мозг традиционной вакцины БЦЖ, единственной доступной в настоящее время противотуберкулезной вакцины, эффективность которой сильно различается. Кроме того, БЦЖ содержит живые бактерии, поэтому ее нельзя назначать людям с ослабленным иммунитетом, таким как пациенты с ВИЧ, которые подвергаются большему риску развития широко распространенного туберкулеза. По данным ВОЗ, около одной трети из 34 миллионов ВИЧ-инфицированных людей во всем мире больны туберкулезом.
Напротив, экспериментальная вакцина сделана из фрагментов белка PknD, которые сами по себе не могут вызвать полномасштабное заболевание даже у людей с ослабленной иммунной системой.
В своих экспериментах исследователи Джона Хопкинса сравнили эффективность новой вакцины с традиционной вакциной БЦЖ. Животным вводили плацебо, БЦЖ или новую вакцину, а затем подвергали заражению воздушно-капельным путем. Исследователи измерили туберкулезную нагрузку в легких и головном мозге всех трех групп, а также у невакцинированных животных.
У животных, которым вводили активную вакцину, в мозгу было гораздо меньше туберкулезных клеток по сравнению с их невакцинированными или плацебо-вакцинированными аналогами. Обе вакцины были одинаково эффективны в предотвращении инвазивных инфекций туберкулеза головного и спинного мозга, хотя новая вакцина хуже снижала нагрузку на клетки туберкулеза в легких. Примечательно, что у животных, которым вводили новую вакцину, количество туберкулезных клеток в легких было таким же, как у животных, которым вводили плацебо или не вакцинировали, но гораздо меньше туберкулезных клеток в их головном мозге.
"Это говорит нам о том, что даже при полномасштабной легочной инфекции новая вакцина каким-то образом притупляет способность туберкулеза инфицировать и повреждать мозг," сказал следователь Кьяран Скерри, доктор философии.D., Центра исследований туберкулеза Джонса Хопкинса.
Животные, получившие новую вакцину, также имели более высокий уровень защитных антител к ТБ и более высокий уровень интерферонов, химических веществ, вызывающих крик о помощи, выделяемых инфицированными вирусом или бактерией клетками, которые вызывают иммунную защиту организма от патогенов.
Чтобы определить, может ли новая вакцина сделать бактерию ТБ менее вирулентной в клетках человека, исследователи замачивали бактерии ТБ в крови, полученной от вакцинированных БЦЖ, невакцинированных и экспериментально вакцинированных животных, а затем смешали предварительно пропитанные бактерии ТБ с человеческим эндотелием. клетки, выстилающие мелкие кровеносные сосуды головного мозга и защищающие его от инвазивных патогенов. Бактерии, обработанные кровью экспериментально вакцинированных животных, показали гораздо меньшую вирулентность и были гораздо менее способны повредить клетки человека, чем бактерии ТБ, пропитанные кровью вакцинированных БЦЖ или невакцинированных животных.