Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: cytokines.ru


  


2016 год
1 номер

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

https://pornoseksxxx.com/

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2005, № 3

Заказать эту статью в PDF

Лекции

Номер 3'2005

ВАКЦИНЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ БИОБЕЗОПАСНОСТИ

Р.М. Хаитов

Проблемы биобезопасности в наши дни необычайно актуальны. Это касается любой страны в любом регионе мира. Биологическая безопасность ассоциирована с созданием и разработкой средств защиты, в первую очередь вакцин, от биологического оружия и, соответственно, способов профилактики биотеррористических актов.

Современный уровень молекулярной биологии и биотехнологии позволяет разработать генетические конструкции, вызывающие самые различные патологические состояния и болезни. В качестве потенциального средства биотеррористической атаки традиционно рассматриваются возбудители особо опасных инфекций, особенно генетически модифицированные организмы, а также их продукты. Очень важным фактором биотерроризма могут быть модифицированные аллергены.

Разумеется, в контексте противодействия биологической опасности, прежде всего, в фокусе нашего внимания должны находиться проблемы, связанные с созданием, разработкой и внедрением принципиально новых вакцинирующих препаратов, причем не только для вакцинопрофилактики, но и для вакцинотерапии.

Успехи вакцинации очевидны. С помощью вакцин удалось победить такие инфекции, как оспа, чума, корь и другие. Несмотря на это, создание новых вакцин и новых принципов вакцинации весьма актуально и в наши дни. Почему? Во-первых, против многих инфекционных заболеваний до сих пор не удалось создать эффективных вакцин. Во-вторых, многие вакцинные препараты содержат нежелательные примеси и вызывают серьезные побочные эффекты: аллергию, энцефалит, артриты и другие. В-третьих, некоторые ранее эффективные вакцины потеряли свою эффективность в последние годы, потому что возбудители соответствующих инфекций существенно изменились. Четвертая причина, связанная с проблемой биобезопасности, упомянута в начале сообщения.

Современная биотехнология позволяет выделить практически любой антиген возбудителя в чистом виде или синтезировать его точную копию. Но получить нужный антиген еще не означает создать вакцину. Вакцины должны не только содержать микробные или вирусные антигены, но и обеспечивать развитие эффективной иммунной реакции в ответ на введение этих антигенов в организм человека. Как показано в данной работе, эта задача успешно решается путем химического соединения антигена с иммуностимулирующим полиэлектролитом.

Нами теоретически и экспериментально разработан новый принцип создания иммуногенов и вакцин путем химического соединения (конъюгирования) заданных антигенов с иммуностимулирующим полиэлектролитом. Принцип апробирован на примере десятков различных антигенов и внедрен в практику здравоохранения России.

Иммуностимулирующие свойства полиэлектролитов

В.А. Кабанов, А.В. Некрасов, Р.В. Петров, Р.М. Хаитов и др. (1974-1978) в экспериментах на животных обнаружили иммуностимулирующие свойства ряда линейных синтетических полиэлектролитов. Были исследованы поли-4-винилпиридин (ПВП), поли-2-метил-5-винилпиридин (ПМВП), поли-4-винил-N-этилпиридиний бромид, полиакриловая кислота (ПАК), сополимеры акриловой кислоты с винилпирролидоном и их производные. Было установлено, что указанные полиэлектролиты стимулируют различные процессы в рамках иммунной системы: миграцию и взаимодействие Т- и В-лимфоцитов, продукцию антител в ответ на чужеродные антигены, функционирование NK-клеток и макрофагов. К 1982 г. было установлено, что иммуностимулирующие эффекты полиэлектролитов зависят от степени полимеризации макромолекул. Низкомолекулярные аналоги повторяющихся звеньев полимера не оказывают стимулирующего влияния на иммунные реакции. Иммуностимулирующая активность в каждом данном ряду полимер-гомологов возникает лишь после достижения ими определенной степени полимеризации (n), которая зависит от химической природы мономерного звена (рис. 1).

Р.И. Атауллаханов, Р.В. Петров и Р.М. Хаитов и др. (1982-1989) в условиях культуры клеток in vitro показали, что в основе иммуностимулирующего действия полиэлектролитов лежит их прямое активирующее влияние на клетки иммунной системы - лимфоциты и фагоциты. Даже in vitro под влиянием полиэлектролита усиливается синтез антител в ответ на чужеродный антиген, фагоциты активнее захватывают и переваривают микробные частицы, вырабатывают окислительные радикалы, с помощью которых они эффективно убивают микроорганизмы, лимфоциты переходят в начальную стадию клеточного цикла - фазу G1.

Клетки иммунной системы активируются вследствие взаимодействия молекул полиэлектролита с клеточной мембраной. Под влиянием иммуностимулирующего полиэлектролита быстро повышается ионная проницаемость клеточной мембраны, что регистрируется по увеличению пассивных потоков K+ из клетки, Са2+ - в клетку. Повышение ионной проницаемости клеточной мембраны происходит вследствие кластеризации белков мембраны (рис. 2). Методом электронной микроскопии показано, что полиэлектролит индуцирует объединение белков мембраны в кластеры, состоящие в среднем из 10-40 внутримембранных белковых частиц. Критическое значение для проявления мембранной активности полимеров имеют степень их полимеризации и наличие в структуре полимерной цепи множества ионогенных групп.

Кластеры интегральных белков мембраны имеют повышенную проницаемость для воды и малых ионов, т. е. обладают свойствами неселективной ионной поры, а не ионного канала. Это установлено методом локальной фиксации мембранного потенциала (patch-clamp) в лимфоидных клетках после их активации полиэлектролитом.

Индуцированная полиэлектролитом кластеризация не нарушает антигенных, рецепторных, каталитических свойств и латеральной подвижности белков клеточной мембраны. Это установлено для Ig-рецепторов на В-клетках, CD2, CD3, CD4, CD8 и рецептора для трансферрина на Т-клетках, b-адренорецепторов и рецепторов лектинов, мембранных ферментов аденилат- и гуанилатциклаз, фосфодиэстераз и ионтранспортирующих АТФаз в мембране клеток, обработанных полиэлектролитом.

Конъюгированные иммуногены "антиген-полиэлектролит"

Химическое соединение полиэлектролита с антигеном позволяет концентрировать иммуностимулирующее действие конъюгата "антиген-полиэлектр-полиэлектролит" в организм животных и человека, индуцирует иммунный ответ на антиген значительно более интенсивный, чем ответ на введение антигена или нековалентного комплекса [антиген+полиэлектролит].

Первый конъюгированный иммуноген был создан Р.В. Петровым, Р.М. Хаитовым и др. в 1977 г. Он состоял из гаптена тринитрофенила и поли-2-метил-5-винилпиридина. Этот конъюгат вызывал продукцию антител, специфичных к гаптену, без дополнительных адъювантов. Следовательно, несмотря на простоту структуры конъюгата, в нем содержалось все, что необходимо для иммуногена - антигенная детерминанта и стимулятор реакции иммунной системы на эту детерминанту.

Последующие работы В.А. Кабанова, Р.В. Петрова, Р.М. Хаитова и др. (1978-1981) показали, что конъюгированные иммуногены можно создавать, используя белковые и полисахаридные антигены, а также синтетические пептиды, имитирующие природные антигенные детерминанты. Были исследованы конъюгаты как с модельными антигенами, так и с антигенами микроорганизмов. Путем ковалентного соединения антигена с полиэлектролитом были созданы высокоиммуногенные конъюгаты, содержащие О- и Н-антигены сальмонелл, гемагглютинин, нейраминидазу, NP- и М-белки вирусов гриппа A и B, гликопротеиновый антиген бруцелл, очищенный белковый компонент туберкулина (PPD) и др. Во всех случаях соединение антигена с полиэлектролитом повышало на порядок или более интенсивность иммунных реакций в отношении антигена (рис. 3).

Р.И. Атауллахановым, В.А. Кабановым, Р.В. Петровым и Р.М. Хаитовым (1978-1986) исследована природа взаимодействий между полиэлектролитом и антигеном при формировании высокоиммуногенных комплексов и конъюгатов, а также взаимодействие полиэлектролитов с комплементарными по заряду полимерами и поверхностью микрочастиц, имитирующих клетку. Доказана необходимость прочного связывания полиэлектролита с антигеном, создана теоретическая модель, описывающая взаимодействия антиген-полимерного конъюгата с клетками иммунной системы. Ключевым параметром модели является способность полиэлектролита к многоточечным кооперативным взаимодействиям с поверхностью клетки, связавшей антиген с помощью рецептора для антигена. Были детально описаны особенности иммунных реакций, развивающихся в организме в ответ на введение конъюгированных иммуногенов. Показано, что происходит интенсификация продукции антител изотипов IgM, IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3, IgA, но не IgE. После однократного введения конъюгата формировалась иммунная память, уровень иммунного ответа на повторное введение того же конъюгата в 10-100 раз превышал уровень первичной иммунной реакции. В лимфатических узлах, ближайших к месту инъекции конъюгата, активировались специфические к антигену Т-хелперы и цитолитические Т-клетки, способные убивать клетку-мишень, зараженную соответствующим вирусом.

Среди важнейших особенностей иммунного ответа на конъюгированные иммуногены необходимо выделить относительную Т- и IR-независимость. Под влиянием полиэлектролитов происходит стимуляция продукции антител к Т-зависимым антигенам даже в организме, дефицитном по содержанию Т-клеток. Полноценный иммунный ответ на конъюгат "антиген-полиэлектролит" развивается также и в организме, имеющем IR-гены слабой иммунной реакции на данный антиген. Благодаря Т- и IR-независимости, конъюгированные иммуногены очень ценны в реальной практике, т. к. вызывают эффективный иммунный ответ при Т-иммунодефиците и при генетически предопределенной слабой способности реагирования на данный антиген. Обычные вакцины в таких случаях не эффективны.

Если Вы хотите прочесть статью целиком, заказывайте компакт-диск,
на котором Вы найдете ВСЕ статьи ВСЕХ номеров журнала за 2005 и 2006 годы!

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья


Начата подписка на 2016 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2017 Цитокины и Воспаление