Вакцини обмежили поширення ряду інфекційних захворювань, таких як віспа, поліомієліт і кір. Однак вакцини проти деяких захворювань, включаючи грип і малярію, працюють недостатньо добре, і однією з причин може бути час презентації антигену і ад’юванта імунної системи. Дослідники з ACS Central Science розробили гідрогель для ін’єкцій, який забезпечує тривале вивільнення компонентів вакцини, підвищуючи ефективність, якість і тривалість імунних відповідей у мишей.
Інфекційні хвороби викликають віруси і бактерії, точніше, токсини, які виділяються ними, найпростіші організми та хвороботворні гриби. Захист від багатьох інфекційних хвороб забезпечує вакцинація.
Для перемоги над інфекційним захворюванням імунна система повинна спочатку розпізнати збудника хвороби. Цим займаються білі кров’яні тільця (лейкоцити), і вони ж починають виробляти відповідні вірусу або бактерії антитіла. Антитіла виконують два завдання:
- атакують збудника хвороби з метою його знищення і перемоги над інфекцією;
- захищають людину від цієї хвороби надалі.
Антитіла починають вироблятися не відразу, як тільки людина заразилася, на це зазвичай йде 2-3 тижні. Під час наступної зустрічі з тим же збудником хвороби імунна система вже готова до його знешкодження і реагує швидше. В цьому випадку інфекційна хвороба не виникає або протікає в легкій формі, тобто людина отримує імунітет проти цієї хвороби.
Вакцинація – це близький до природного спосіб формування імунітету. Вакцина містить частинки вірусів чи бактерій, які викликають хворобу, за якими імунна система їх пізнає. Сама по собі хвороба в цьому випадку не формується. Таким чином, в результаті вакцинації виробляється такий же імунітет, як у випадку перенесеної хвороби, тільки без ризику і страждань.
Якщо вакцинована проти хвороби людина заразилася, її імунна система відразу готова захистити організм. Збудники хвороби знищуються до того, як встигнуть розмножитися в організмі. В результаті зупиняється і подальше поширення інфекції. Однак цей щит працює тільки в тому випадку, коли вакциновано достатню кількість людей. Паралельно зі скороченням числа вакцинованих жителів у багатьох країнах Європи знову виникли спалахи хвороб. Виразним прикладом цього служить кір.
Вакцини зазвичай містять додатковий компонент, званий ад’ювантом (прилипач), який допомагає стимулювати імунну систему. При природних інфекціях організм зазвичай піддається впливу антигенів протягом 2-3 тижнів у порівнянні з 1-2 днями для вакцин. Ерік Аппель і його колеги задалися питанням, чи зможуть вони розробити ін’єкційний гідрогель, який буде повільно вивільняти вакцину, компоненти якої більш схожі на те, до чого звик організм, що може підвищити імунну відповідь.
Дослідники розробили гідрогель з полімерних наночастинок, який можна змішувати з компонентами вакцини. При введенні під шкіру мишей матеріал утворював локалізовану область запалення, яка приваблювала певні типи імунних клітин, повільно вивільняючи антиген і ад’ювант протягом декількох днів. В результаті миші, яким вводили гідрогель, продукували більше антитіл протягом більш тривалого періоду часу, ніж миші, що одержували традиційну вакцину.
Хоча нова система все ще потребує випробувань, щоб побачити, чи покращує вона захист вакцини від конкретних захворювань, це дослідження демонструє просту і ефективну платформу доставки вакцини, яка збільшує ефективність і тривалість опосередкованого антитілами імунітету у мишей, кажуть дослідники.
Натхнення: hightech.fm