Ученые планируют первую фазу испытаний на людях вакцины, которую они разработали с помощью технологии редактирования генов CRISPR для мутации паразита, вызывающего лейшманиоз, кожное заболевание, распространенное в тропических регионах мира и набирающее популярность в Соединенных Штатах..
В серии исследований на животных вакцина защищала мышей от болезни, в том числе мышей с ослабленной иммунной системой и мышей, подвергшихся воздействию паразита так же, как и люди, через укус инфицированных москитов.
«Если вы обеспечите защиту в модели москита, то у вас есть хороший шанс создать настоящую вакцину», - сказал Абхай Сатоскар, один из ведущих исследователей работы и профессор патологии и микробиологии в штате Огайо. Университет.
Команда применила новую технологию к многовековой ближневосточной практике лейшманизации - преднамеренному внедрению живого паразита в кожу для создания небольшой инфекции, которая после излечения приводит к пожизненному иммунитету против дальнейшего заболевания.
«Подобные живые вакцины - лучшие вакцины, но существует потенциальный риск вызвать серьезное заболевание у некоторых людей», - сказал Сатоскар. «Мы усовершенствовали концепцию, используя современные технологии, создав паразита, который не вызывает клинического заболевания, но позволяет индуцировать иммунитет».
Исследование было недавно опубликовано в Nature Communications.
По оценкам, ежегодно во всем мире диагностируется 1,5 миллиона новых случаев кожного лейшманиоза, вызванного основным паразитом Leishmania, главным образом в тропических и субтропических регионах мира, а также в южном Техасе.
Leishmania во всех ее формах считается забытой болезнью, в основном поражающей население развивающихся стран с теплым климатом, от которой в настоящее время инфицировано около 12 миллионов человек. Но Сатоскар отметил, что с глобальным потеплением это только вопрос времени, когда юг Соединенных Штатов будет считаться субтропическим регионом.
«По мере того, как тепло будет приближаться к Соединенным Штатам, заболеваемость будет расти», - сказал он.
Стандартное лечение более тяжелых случаев может быть дорогостоящим, требовать многократных ежедневных инъекций лекарств и вызывать неприятные побочные эффекты, что приводит к плохому соблюдению пациентом режима лечения, что позволяет паразитам вырабатывать устойчивость к лекарствам.
Для разработки вакцины исследователи решили использовать CRISPR для редактирования генома Leishmania major. Прецизионная технология позволила исследователям удалить центрин, ген белка, который поддерживает физическую структуру паразита, а также удалить маркерный ген устойчивости к антибиотикам, который необходимо ввести в паразита для удаления гена центрина.
Чтобы вызвать инфекцию, эти паразиты захватывают иммунные клетки и используют эти клетки-хозяева для бесконечной репликации. Исследование показало, что мутантный паразит, лишенный центрина, все еще может проникать в клетки и создавать свои копии, но только в течение ограниченного периода времени и не со скоростью, которая приводит к клиническому заболеванию.
«По сути, мы используем лейшманизацию. CRISPR позволил нам это сделать», - сказал Сатоскар. «Паразиты не могут размножаться, поэтому они умирают. Но они сохраняются в организме в течение восьми или девяти месяцев, что достаточно для выработки приобретенного иммунитета».
Многочисленные исследования на мышах, включая животных с иммунодефицитом, показали, что мутантные паразиты не вызывают поражения кожи, в отличие от естественных паразитов. В дополнительных экспериментах вакцинированные и невакцинированные мыши подвергались инъекциям живых паразитов и укусам инфицированных москитов через семь недель после прививки. Десять недель спустя у большинства неиммунизированных мышей развились большие поражения кожи, но только у одной вакцинированной мыши развились видимые поражения.
«Множественные тесты на животных также убедились, что геном не вернулся к норме», - сказал Сатоскар. «И мы обнаружили, что если москитная муха укусит место введения вакцины и вынесет мутировавших паразитов в дикую природу, паразиты не выживут. Так что это экологически безопасно».
Международная группа исследователей из США, Японии, Канады и Индии ищет партнеров для производства вакцины, цель которой - начать клинические испытания фазы 1 в течение двух лет. Сатоскар сказал, что вакцина, вероятно, будет стоить менее 5 долларов за дозу - по сравнению со стоимостью лечения от 100 до 200 долларов в наиболее пострадавших странах.
Гораздо более тяжелая форма болезни, висцеральный лейшманиоз, поражает органы и приводит к летальному исходу, если ее не лечить. Команда использовала тот же метод CRISPR для мутации генома штамма Leishmania donovani, вызывающего висцеральный лейшманиоз, и предварительные данные свидетельствуют о том, что безопасная вакцина может появиться на горизонте.