Будущее вакцинации: доставка вакцины с помощью зубной нити

Исследователи продемонстрировали новый метод доставки вакцины на модели с участием животных, используя зубную нить для введения вакцины через ткани между зубами и дёснами.

Тестирование показало, что новая методика стимулирует выработку антител на слизистых поверхностях, таких как слизистая оболочка носа и лёгких.

«Слизистые поверхности важны, потому что они являются местом проникновения патогенов, таких как грипп и COVID», — говорит Харвиндер Сингх Гилл, автор статьи, посвящённой этой работе.

«Однако, если вакцина вводится путём инъекции, антитела в основном вырабатываются в кровотоке по всему телу, и на слизистых поверхностях вырабатывается относительно мало антител. Но мы знаем, что, когда вакцина вводится через слизистую поверхность, антитела стимулируются не только в кровотоке, но и на слизистых поверхностях», — говорит Гилл, профессор наномедицины в Университете штата Северная Каролина.

«Это улучшает способность организма предотвращать инфекцию, потому что появляется дополнительная линия защиты антителами до того, как патоген попадёт в организм».

Термин «эпителий» относится к ткани, которая выстилает поверхности частей тела, таких как слизистая оболочка лёгких, желудка и кишечника. Большинство эпителиальных тканей включают надёжные барьеры, предназначенные для предотвращения попадания в кровоток вредных веществ — от вирусов до грязи. Но юкстальный (стыковой) эпителий отличается.

Юкстальный эпителий — это тонкий слой ткани, расположенный в самой глубокой части кармана между зубом и десной, и в нём отсутствуют барьерные свойства, присущие другим эпителиальным тканям. Отсутствие барьера позволяет юкстальному эпителию высвобождать иммунные клетки для борьбы с бактериями — эти иммунные клетки содержатся в слюне, а также между зубами и дёснами.

«Поскольку юкстальный эпителий более проницаем, чем другие эпителиальные ткани, и является слизистым слоем, он представляет собой уникальную возможность для введения вакцин в организм таким образом, чтобы стимулировать усиленную выработку антител на слизистых оболочках всего организма», — говорит Гилл.

Чтобы определить жизнеспособность доставки вакцин через юкстальный эпителий, исследователи нанесли вакцину на невощёную зубную нить, а затем почистили зубы лабораторных мышей.

Исследователи сравнили выработку антител у мышей, которые получили пептидную вакцину против гриппа путём чистки зубов юкстального эпителия; через носовой эпителий; или путём размещения вакцины на слизистой ткани под языком.

«Мы обнаружили, что применение вакцины через юкстальный эпителий обеспечивает гораздо более высокий ответ антител на слизистых поверхностях, чем текущий золотой стандарт вакцинации через ротовую полость, который включает размещение вакцины под языком», — говорит Рохан Ингроле, первый автор статьи, который был аспирантом у Джилла в Техасском техническом университете.

«Техника чистки зубов также обеспечивает сравнимую защиту от вируса гриппа по сравнению с вакциной, вводимой через носовой эпителий».

«Это чрезвычайно многообещающе, потому что большинство вакцин не могут быть введены через носовой эпителий — барьерные свойства этой слизистой поверхности препятствуют эффективному усвоению вакцины», — говорит Гилл.

«Интраназальная доставка также может привести к тому, что вакцина достигнет мозга, что может вызвать опасения по поводу безопасности. Однако вакцинация через юкстальный эпителий не несёт такого риска. Для этого эксперимента мы выбрали одну из немногих вакцин, которая действительно работает для назальной доставки, потому что мы хотели увидеть, как доставка через юкстальный эпителий сравнивается с наилучшим сценарием для назальной доставки».

Исследователи также проверили, работает ли метод доставки через юкстальный эпителий для трёх других известных классов вакцин: белков, инактивированных вирусов и мРНК. В трёх случаях техника доставки через эпителиальный стык вызывала выработку антител в кровотоке и на слизистых поверхностях.

Исследователи также обнаружили, что, по крайней мере, на модели с участием животных не имело значения, потреблялась ли пища и вода сразу после чистки зубов с вакциной — иммунный ответ был одинаковым.

Но хотя обычная зубная нить служит адекватным методом доставки вакцины для лабораторных мышей, исследователи понимают, что просить людей держать вакцину, покрытую нитью, в пальцах нецелесообразно. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали зубочистку.

Зубочистка состоит из нити, натянутой между двумя зубцами, которые можно держать за ручку.

Исследователи покрыли нить в зубочистках флуоресцентным пищевым красителем. Затем исследователи набрали 27 участников исследования, объяснили концепцию введения вакцины с помощью нити и попросили участников попробовать нанести пищевой краситель в стык эпителия зубочисткой.

«Мы обнаружили, что примерно 60% красителя было нанесено в карман для дёсен, что позволяет предположить, что зубочистки могут быть практичным методом доставки вакцины в стык эпителия», — говорит Ингроле.

«Мы с оптимизмом смотрим на эту работу и, в зависимости от наших выводов, можем перейти к клиническим испытаниям», — говорит Гилл.

Хотя есть ещё много вопросов, на которые нужно ответить, прежде чем технику с использованием нити можно будет рассматривать для клинического применения, исследователи считают, что могут быть значительные преимущества, помимо улучшения ответа антител на слизистых поверхностях.

«Например, её будет легко применять, и она решает опасения многих людей по поводу вакцинации с помощью игл», — говорит Гилл. «И мы думаем, что эта техника должна быть сопоставима по цене с другими методами доставки вакцины».

Есть и некоторые недостатки. Например, этот метод не подойдёт младенцам и малышам, у которых ещё нет зубов.

«Кроме того, нам нужно больше узнать о том, как этот подход будет работать для людей, страдающих заболеваниями дёсен или другими инфекциями полости рта», — говорит Гилл.

Статья опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering. Соавторы статьи — из Техасского технического университета, Университета штата Северная Каролина и Университета Эмори.

Поддержка исследования была частично получена от Национальных институтов здравоохранения (NIH) и от кафедры, учреждённой фондом Уитэкера в области науки и техники в Техасском техническом университете.

Гилл, Ингроле и Шакья являются совладельцами патента, связанного с нацеливанием на юкстальный эпителий для вакцинации.

Источник: Университет штата Северная Каролина.

Статья впервые опубликована на Futurity.

Источник

Оставьте комментарий