Рэм Петров - Я или не я

Весьма интересный и оригинальный подход к решению проблемы синтетических вакцин разрабатывает Села. Он предлагает искусственно синтезировать уникальные молекулярные структуры из ответственных антигенов (антигенных детерминант), каждый из которых характерен для того или иного возбудителя инфекционной болезни. Из нескольких таких фрагментов, считает Села, можно будет сконструировать макромолекулу, которая будет синтетическим аналогом поливалентной вакцины, иммунизирующей сразу против нескольких болезней.

Реально ли это? Да. Но она лишь для тех антигенов, иммунизирующая способность которых не уменьшается при использовании убитых вакцин. Для остальных антигенов вопрос остается открытым.

Особенность иммунной защиты такова: при вакцинации против различных инфекционных возбудителей в организме появляются антитела против специфических фрагментов антигена, размещенных на поверхности возбудителя. Иначе говоря, организм вырабатывает антитела не против целого вируса или микроба, а против конкретных уникальных молекулярных структур. Это было учтено.

Свои исследования Села начал с изящных молекулярно-иммунологических экспериментов. В белке куриного яйца содержится удобный для исследования антиген — лизоцим. Его первичная и пространственная структура хорошо изучена. Села выделил так называемую "петлю" — фрагмент молекулы лизоцима, состоящий из остатков 24 аминокислот, последовательно соединенных друг с другом. Такая изолированная петля, прикрепленная к синтетической макромолекуле — носителю и введенная в организм, вызывает образование антител к лизоциму. В качестве носителя были использованы искусственные аналоги белковой молекулы — полиаланин и полилизин (естественные белки представляют собой цепочки из разных аминокислот, а полиаланин или полилизин — цепочка, все звенья которой одинаковы, составлены из одной аминокислоты аланина или соответственно лизина).

Дальше самое интересное. Поскольку аминокислотная последовательность петли была известна, синтезировали несколько ее отдельных частей. Иммунизация этими отдельными синтетическими продуктами, прикрепленными к носителю, показала, какая именно часть самая ответственная, какой фрагмент приводит к образованию антител, ничем не отличающихся от вырабатываемых в ответ на природный продукт.

Села наглядно доказал возможность использования синтезированных аналогов природных антигенов для выработки антител, которые способны реагировать с природными антигенами.

Петля на носителе

Ясно, что такие же результаты могут быть получены с разнообразными белками, аминокислотная последовательность которых известна. Успехи в этой области научных исследований будут зависеть от прогресса в изучении структуры белковых оболочек различных вирусов и микробов. Первая попытка получения синтетической вакцины против вируса увенчалась успехом. Синтезирован фрагмент белковой оболочки вируса колифага MS-2, поражающего кишечную палочку. Этот фрагмент прикрепили к полиаминокислотному носителю-полиаланину.

Иммунизация кроликов полученным антигеном в условиях дополнительной стимуляции адъювантом вызывает образование антител с вируснейтрализующей активностью, которые ничем не отличаются от антител, вырабатываемых в ответ на вакцинацию вирусом.

Важное преимущество новых принципов создания вакцин состоит в том, что получаемые продукты не содержат балластных веществ, загрязняющих все без исключения нынешние вакцины. Действительно, убитые микробы (или выделенные из них белки, полисахариды и прочие соединения) включают в себя сотни антигенов. В современных вакцинах, как правило, не содержится и одного процента ответственных антигенов. А это значит, что иммунная система при вакцинации более чем на 99 процентов "прокручивается вхолостую", вырабатывая антитела против балластных антигенов. Именно эти ненужные антитела и обусловливают осложнения (аллергии и т. п.) при вакцинации.

Другое преимущество — конструирование задуманных, конкретно необходимых вакцинирующих молекул. Скажем, 5-10 определенных (детерминантных) характеристик различных болезней прикрепляются на одну синтетическую макромолекулу и используются для иммунизации. Все эти детерминанты замещают современные вакцины очень небольшим числом соответственно сконструированных макромолекул. Таким образом, методами молекулярной инженерии, по-видимому, могут быть построены разнообразные варианты поливалентных синтетических вакцин. Это "кажется сегодня сном", сказал Села. Сбудется ли он?

Надо отметить, что синтез отдельных молекулярных структур ответственных антигенов и их сборка на одной макромолекуле — еще не окончательное решение проблемы. "Штампы" для создания синтетических вакцин Села предлагает брать у природы. В докладе на III Международном конгрессе иммунологов в Сиднее в 1977 году он говорил: "Мы должны копировать природу не в целом, а частями". Копировать природные молекулярные структуры предполагается методами молекулярной инженерии. Но неизвестно, будет ли успешным этот принцип для изготовления синтетических вакцин против всех микробов и вирусов. Если вспомнить, что выделенные из микроорганизмов антигены (а Села предполагает создавать копии фрагментов именно этих антигенов) не иммунизируют столь же эффективно, как живые ослабленные микробы, то, очевидно, эта же закономерность проявится и в вакцинах "искусственной сборки". Кроме того, против многих инфекций не удается создать вакцины даже из живых ослабленных микроорганизмов. Впереди, очевидно, переход от модельных антигенов к реальным микробным...

Так были сделаны первые шаги на пути конструирования синтетических антигенов нового типа. Если антигены ряда инфекционных агентов (против которых иммунитет не развивается или проявляется слабо) или их отдельные детерминанты, присоединенные к макромолекулам полиэлектролитов, будут вызывать эффективную иммунную защиту, наш принцип создания вакцинирующих молекул явится одним из подходов к решению проблемы создания самых разнообразных синтетических вакцин будущего. Сейчас трудно сказать, какой принцип конструирования вакцин в будущем окажется более эффективным — принцип "имитации природы" или поиск "неприродных молекул" с закладываемыми в них искомыми качествами, — ясно одно, что такие принципы будут найдены. И тогда действительно можно будет производить "сборку" антигенных детерминант различных микробов и вирусов на одной полимерной цепочке. Эта цепочка должна обеспечить развитие мощного иммунного ответа на все использованные антигены. Раковые антигены, как известно, настолько слабы, что не могут вызвать эффективную иммунную реакцию против опухоли. Не исключено, что "комплектация" раковых антигенов молекулами стимулирующих полимеров позволит разработать вакцину и против рака.