Технология производства вакцины обеспечивает быстрый иммунный ответ, снижение производственных затрат и возможность адаптации к новым штаммам за один месяц.
Ученые из Университета Небраски разработали новую методику производства вакцины против свиного гриппа, низкая стоимость и универсальность которой могут значительно повысить защиту свиней от заболевания. Этот прогресс, являющийся частью общей стратегии Университета Небраски-Линкольна по инновациям в области вакцинации скота, напрямую приносит пользу свиноводческому сектору штата, оборот которого составляет 5 миллиардов долларов и который насчитывает 3,6 миллиона голов свиней.
Новый подход к вакцинации, описанный в недавней рецензируемой статье в журнале npj Vaccines, заключается в заключении ДНК в микроскопические носители, похожие на жировую ткань, называемые липидными наночастицами, которые затем вводятся в мышечную ткань свиней. Одна доза высвобождает ДНК, которая вызывает сильный иммунный ответ в течение 7–14 дней.
Ранее описанные в научной литературе подходы к созданию вакцин, основанных на ДНК, не смогли обеспечить столь сильную защиту от свиного гриппа.
Кроме того, существующие вакцины против свиного гриппа, которые создаются с использованием целых инактивированных вирусных частиц, иногда могут усиливать респираторные расстройства у свиней при последующем заражении другим, несовместимым штаммом вируса. Подход, разработанный в Небраске, не привел к ухудшению респираторных заболеваний, а, наоборот, предотвратил их.
«Вкратце, новый подход предлагает ключевые преимущества: он быстрый, эффективный, недорогой и легко обновляемый», — сказал Хиеп Ву, доцент кафедры зоотехнии. Ву, всемирно признанный эксперт в области вирусологии животных, был наставником проекта, который в основном выполнял на тот момент аспирант Университета Небраски Тэ Нгуен, ныне докторант в области биомедицинской инженерии в Университете Коннектикута.
Тэ Нгуен лично занимался созданием и тестированием новой технологической платформы — заключением ДНК в липидные наночастицы (LNP) для внутримышечных инъекций свиньям. Его магистерская диссертация была напрямую посвящена решению проблемы побочных легочных осложнений при свином гриппе с помощью этой технологии.
«Потребность в недорогих, обновляемых вакцинах для свиней особенно велика, поскольку свиньи чрезвычайно восприимчивы к вирусным инфекциям не только от других свиней, но и от других видов. Свиней, по сути, называют вирусологическими «смешанными сосудами», поскольку они могут одновременно заражаться несколькими штаммами гриппа от свиней, птиц и людей. В результате генетического смешения могут образовываться новые гибридные вирусы гриппа с непредсказуемыми свойствами, что делает ранее применявшиеся вакцины неэффективными. Хотя в настоящее время заражение свиней высокопатогенным птичьим гриппом не является распространенным явлением, в будущем заражение свиней новым штаммом этого высоковирулентного заболевания вызовет серьезную обеспокоенность», — сказал Хиеп Ву,
Однако обновление вакцин с использованием традиционных методов — трудоемкий и дорогостоящий процесс. Разработка вакцин против высокопатогенного птичьего гриппа особенно сложна, поскольку требует работы с вирусом в лабораториях с высокими требованиями к биобезопасности.
Новый метод, разработанный в Университете Небраски, позволяет обойти эти сложности, поскольку использует только ключевой, неинфекционный компонент вируса, и ученые могут быстро синтезировать этот компонент. По словам Ву, при таком подходе обновленную вакцину, вероятно, можно будет разработать в течение месяца.
Таким образом, основное внимание уделяется не одной конкретной вакцине, а разработке «платформы» для вакцин, позволяющей эффективно создавать обновленные версии по мере дальнейшей эволюции вируса.
По словам Ву, возможности и опыт университета хорошо подходят для проведения передовых исследований в области вакцин для животных. Сара Силлман, ветеринарный патологоанатом из Ветеринарного диагностического центра Небраски, является ключевым партнером проекта. Ее подробный анализ вакцинированных и невакцинированных подопытных животных является важной частью исследовательского сотрудничества.
Диагностический центр и команда Ву сотрудничают и в других проектах, связанных с вакцинами, включая вакцины против вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней, еще одного серьезного вируса, поражающего свиноводческую отрасль.
Ву, которому удалось получить более 3 миллионов долларов в рамках конкурсного финансирования Министерства сельского хозяйства США и 2 миллиона долларов в виде грантов на совместные исследования в области вакцин, намерен продолжить новый проект, изучив возможности аналогичного подхода к разработке вакцины для домашней птицы.
«Я надеюсь, что если мы сможем использовать одну и ту же технологию для нескольких видов, это сделает этот подход более универсальным средством реагирования. Можно будет иметь стандартную платформу для вакцин, которую можно использовать для разных видов», — сказал он.
Источник: University of Nebraska–Lincoln/Research at Nebraska.