Чума: древний враг человечества

Чума, уничтожившая значительную часть населения Европы во время Чёрной смерти в XIV веке, преследует человечество с древних времён. Возбудителем болезни является бактерия Yersinia pestis, которая обычно передаётся человеку через укусы заражённых крысиных блох или вшей.

При таком пути передачи инфекция обычно приводит к бубонной чуме, при которой бактерии попадают в лимфатические узлы, размножаются и вызывают болезненный отёк. Оттуда инфекция может распространиться в кровоток, вызывая септическую чуму, или в лёгкие, вызывая лёгочную чуму.

Без лечения антибиотиками смертность от бубонной чумы составляет от 60% до 90%. Две другие формы ещё более смертоносны и практически всегда приводят к летальному исходу. Лёгочная чума особенно опасна, поскольку может передаваться от человека к человеку воздушно-капельным путём, без участия насекомых-переносчиков.

Благодаря значительному улучшению санитарных условий во всем мире и разработке эффективных антибиотиков с середины XX века, эта смертельная болезнь была практически искоренена в большинстве регионов мира. Даже в тех редких случаях, когда люди всё ещё заражаются чумой, результаты лечения значительно улучшились: в настоящее время смертность снизилась примерно до одного из десяти пациентов. Однако растёт обеспокоенность тем, что бактерии Yersinia pestis могут со временем развить устойчивость к антибиотикам, что может спровоцировать глобальную волну заболевания.

ИСТОРИЯ

Вакцина против чумной палочки ( Yersinia pestis) существует с конца XIX века. Она использует инактивированную форму бактерии, которая не вызывает заболевания, но позволяет иммунной системе распознавать патоген и вырабатывать антитела. Однако эта вакцина эффективна главным образом против бубонной чумы и обеспечивает ограниченную защиту от более тяжёлых форм заболевания.

За последние два десятилетия были предприняты значительные усилия по разработке новой вакцины, обеспечивающей защиту как от бубонной, так и от лёгочной чумы. Только в 2024 году на разных стадиях разработки находилось более 21 вакцины против чумы.

Группа израильских исследователей, работающая над вакциной на основе мРНК , обеспечивающей комбинированную защиту, недавно сообщила об очень высокой эффективности защиты мышей от лёгочной чумы.

В течение последних двух десятилетий велись интенсивные работы по разработке новой вакцины, обеспечивающей защиту как от бубонной, так и от лёгочной чумы. Только в 2024 году на разных стадиях разработки находилось более 21 вакцины против чумы. Группа израильских исследователей, работающая над комбинированной вакциной на основе мРНК, недавно сообщила об очень высокой эффективности защиты мышей от лёгочной чумы.

Две молекулы, одна вакцина

мРНК-вакцины приобрели известность в последние годы, особенно благодаря своей ключевой роли во время пандемии COVID-19. В отличие от традиционных вакцин, которые обычно вводят ослабленные или инактивированные вирусы, бактерии или фрагменты патогенов, мРНК-вакцины используют собственные клетки организма для выработки специфического белка, связанного с патогеном, что вызывает иммунный ответ.

мРНК (информационная РНК) – это временная копия участка ДНК, содержащая инструкции по синтезу определённого белка. В вакцине эти молекулы мРНК заключены в липидную оболочку, которая защищает их до попадания в клетки-мишени. Попав внутрь, мРНК заставляет клетку производить чужеродный белок и представлять его иммунной системе, обучая её распознавать патоген и реагировать на него.

Два года назад исследователи из лаборатории профессора Дэна Пира в Тель-Авивском университете совместно с учёными из Израильского института биологических исследований в Нес-Ционе разработали мРНК-вакцину, воздействующую на белок F1, который входит в состав наружной мембраны возбудителя чумы Yersinia pestis. Вакцина показала высокую эффективность против бубонной чумы у генетически модифицированных мышей, хотя её ещё не тестировали против лёгочной формы заболевания.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Advanced Science, учёные представили следующий важный шаг в разработке вакцины. На этот раз они разработали мРНК, которая инструктирует клетки производить другой бактериальный белок — часть игольчатой белковой структуры на поверхности бактериальной клетки, которую бактерия использует для подавления воспалительной реакции организма.

Эта система играет ключевую роль в способности бактерии вызывать заболевание. мРНК-вакцина вызвала сильный иммунный ответ против белка и обеспечила полную защиту мышей, инфицированных лёгочной чумой. В отличие от этого, вакцинация самим белком — без использования мРНК-технологии — обеспечивала лишь частичную защиту.

Затем исследователи объединили оба типа мРНК в одну вакцину. Они обнаружили, что комбинированная вакцина также обеспечивала полную защиту от лёгочной чумы. Более того, в отличие от однобелковой вакцины, которой требовалось три дозы для достижения полной защиты, комбинированная вакцина обеспечивала полную защиту мышей всего после двух доз. Примечательно, что комбинированная вакцина также защищала мышей от бактериального штамма, не содержащего белков F1.

Одно из ключевых преимуществ РНК-вакцин заключается в возможности их массового производства. Не менее важно и то, что их можно быстро модифицировать в ответ на мутации генетического материала патогена. Эта гибкость особенно важна для быстро эволюционирующих вирусов, таких как SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19.

Она также ценна в борьбе с Yersinia pestis, поскольку некоторые штаммы бактерий приобрели мутации в белке, участвующем в формировании структуры «инъекционной иглы». Комбинированная вакцина также снижает вероятность уклонения бактерии от иммунного ответа, поскольку вероятность одновременного возникновения мутаций в обоих целевых белках в пределах одного штамма крайне мала.

Однако до сих пор это исследование проводилось только на мышах, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, способна ли вакцина вызвать эффективный иммунный ответ у людей и обеспечить защиту от этого смертельного заболевания.

Контент распространяется Институтом научного образования Дэвидсона .

СПРАВКА:

Тель-Авивский университет

Тель-Ави́вский университе́т (ивр. אוניברסיטת תל אביב) — один из крупнейших университетов Израиля, расположенный в районе Рамат-Авив города Тель-Авива. Университет основан в 1956 году и насчитывает девять факультетов. В нём учатся более 25 000 студентов.

Факультеты

Университет состоит из 9 факультетов, 27 школ, 98 кафедр и около 130 научно-исследовательских институтов и центров. Институты и центры поддерживают исследования в определенной области[2].

• Факультет искусства имени Давида и Йоланды Кац

• Факультет инженерных наук имени Флейшмана

• Факультет точных наук имени Саклера

• Факультет гуманитарных наук имени Энтина

• Юридический факультет имени Бухмана

• Биологический факультет имени Вайза

• Факультет менеджмента имени Реканати

• Медицинский факультет имени Саклера

• Факультет социальных наук имени Гершона Гордона

Медицинский факультет Тель-Авивского университета, основанный в 1964 году, - крупнейший в Израиле и включает в себя факультеты лечебного дела, стоматологии, организации общественного здравоохранения и медицинских наук, а также аффилированные больницы.

Перевод с английского

ИСТОЧНИК