В недавнем эксперименте, который больше похож на научную фантастику, чем на урок естествознания, исследователи успешно разработали новую вакцинную платформу, использующую обычную зубную нить с крошечными растворимыми микроиглами. Исследование, опубликованное в журнале Nature Biomedical Engineering , демонстрирует, как можно переосмыслить повседневные материалы для создания адаптивных и доступных вакцин.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработали платформу с микроиглами для доставки антигенов вакцины через слизистую оболочку полости рта. В ходе доклинических испытаний они исследовали, способен ли этот подход вызывать как местный, так и системный иммунный ответ – стратегию, направленную на усиление защиты от патогенов, проникающих через дыхательные пути.
Этот новый метод нацелен на соединительный эпителий – «проницаемую» ткань, где десны соприкасаются с зубами. В любой день эта проницаемая область служит иммунологической контрольной точкой, позволяя иммунным клеткам отслеживать бактерии, скапливающиеся вдоль линии десен. Заинтригованные его естественной проницаемостью, исследователи задались обманчиво простым вопросом: можно ли использовать этот оральный шлюз для доставки вакцин?
Чтобы проверить свою идею, команда обратилась в лабораторию, где провела контролируемые эксперименты на мышах, чтобы оценить доставку через десневую бороздку – проницаемую, густо васкуляризированную ткань с прямым доступом к иммунному надзору. Вместо шприцов они использовали полоску зубной нити: биоразлагаемые нити с растворимыми микроиглами, предназначенные для доставки антигенов непосредственно в ткань (представьте это в своём резюме: стажёр по чистке зубов нитью на мышах).
Результаты оказались поразительными. У мышей, вакцинированных с помощью зубной нити, развился сильный иммунный ответ, охватывающий несколько звеньев иммунитета: антитела слизистой оболочки, системные антитела и Т-клетки. Этот ответ был достигнут при использовании различных форматов вакцин, включая белковые антигены, инактивированный вирус, наночастицы и мРНК. В одном исследовании все мыши, вакцинированные против гриппа с помощью зубной нити, пережили обычно летальное вирусное заражение, в то время как невакцинированные мыши — нет.
Эффективность этого необычного места для вакцинации обусловлена его биологическими особенностями. В отличие от кожи, которая служит прочным физическим барьером, соединительный эпителий от природы пористый.
«Это уникальный шлюз», — пояснил Харвиндер Сингх Гилл, автор-корреспондент исследования и профессор наномедицины в Университете штата Северная Каролина. «Слизистые оболочки — распространённая точка входа для респираторных патогенов, таких как грипп и COVID. Доставка вакцины сюда позволяет нам вызывать иммунный ответ не только в кровотоке, но и непосредственно там, где патоген пытается проникнуть».
Этот двойной ответ имеет решающее значение. Традиционные инъекционные вакцины обычно стимулируют только системный иммунитет. Однако при введении на слизистые оболочки вакцины могут также вызывать выработку местных антител, таких как IgA, которые покрывают слизистые оболочки носа, горла и лёгких, создавая первую линию защиты.
Чтобы изучить возможность применения этого метода к человеку, исследователи провели пилотное исследование, используя зубную нить, пропитанную красителем, вместо вакцины. Затем добровольцы использовали зубную нить для втирания красителя в десны, в десневые бороздки. Примерно у 60% участников краситель успешно закрепился – многообещающий признак того, что ткани человека могут быть столь же восприимчивы к этому способу введения через рот.
Тем не менее, этот метод неприменим к младенцам и детям младшего возраста, у которых отсутствуют зубы, и исследователи отмечают, что его эффективность для людей с заболеваниями десен или инфекциями полости рта остается открытым вопросом.
Если дальнейшие исследования подтвердят безопасность и эффективность вакцины для людей, они могут однажды стать дополнительным средством, воздействующим на респираторные вирусы в точке их проникновения. Хотя необходимы дальнейшие исследования, исследование служит напоминанием о том, что медицинские инновации не всегда требуют высокотехнологичных решений, иногда достаточно просто переосмыслить привычный инструмент.
Это исследование опубликовано в журнале Nature: Biomedical Engineering .
