Исследователи из Саратова и Санкт-Петербурга разработали метод вакцинации, для которого не нужны уколы иглой. Они предложили наносить препараты прямо на кожу, затем при помощи ультразвука их доставят вглубь покрова на специальных носителях. Это позволит активировать клетки врожденного иммунитета, которых в коже очень много. По словам разработчиков, такой подход безопасен, гигиеничен и может стать альтернативой классической вакцинации в будущем.
Как отмечают ученые, метод очень перспективный: активация клеток врожденного иммунитета вызывает сильный адаптивный иммунный ответ. В результате такое введение вакцин зачастую оказывается более эффективным, чем подкожные и даже внутримышечные инъекции.
В своем исследовании ученые из Саратовского государственного университета (СГУ) имени Н. Г. Чернышевского вместе с коллегами из НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева предложили вводить препараты по волосяным фолликулам. Для этого они поместили вакцину от гриппа в очень маленький носитель-матрицу из карбоната кальция и нанесли ее на кожу лабораторным мышам. Частицы карбоната кальция выбрали потому, что это биологически безопасное соединение входит в состав костей и организм его не отторгает. К тому же такие контейнеры могут вместить в себя большое количество вакцины и после выполнения своей работы рассасываются без образования токсичных продуктов.
Для доставки частиц в кожу использовали сонофорез — ультразвуковое воздействие, широко применяемое в физиотерапии. Ультразвук позволил матрице обойти препятствия в виде рогового слоя кожи и добраться до иммунокомпетентных клеток через волосяные фолликулы. Чтобы проверить эффект от вакцинации, ученые измерили в плазме крови концентрацию иммуноглобулинов G (IgG) — одного из классов антител, с помощью которых организм может уничтожать патогены, — у мышей, получавших обычную внутримышечную и новую чрескожную вакцину.
Ученые обнаружили, что при обычном внутримышечном введении препарата у мышей преобладали IgG1 антитела, которые отвечают за гуморальный иммунитет (защита за счет антител). Они сохраняются, как правило, в течение нескольких месяцев. Наоборот, при чрескожной вакцинации у мышей было больше IgG2 антител, отвечающих за клеточный иммунитет (за счет работы специальных иммунных клеток) и способствующих более долгой защите. Исследование показало, что использование матриц-носителей обеспечивает в три раза большее количество антител IgG2, чем введение обычного раствора вакцины тем же самым чрескожным способом. По другим показателям эффективности новый метод также не уступал традиционной внутримышечной инъекции.
«Результаты свидетельствуют о перспективности разрабатываемого подхода в качестве альтернативы традиционной внутримышечной иммунизации. В будущем нам предстоит оценить, какие дозировки нужны для формирования желаемого иммунного ответа, а также проверить защитные свойства предлагаемой формы вакцины при заражении вирусом гриппа», — рассказала руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» Научного Медицинского Центра СГУ Юлия Свенская.
Предложенный учеными подход поможет в разработке альтернативных методов вакцинации пациентов с пониженной реакцией иммунитета. Исследователям еще предстоит выяснить, с какими типами вакцин можно работать с помощью этого метода. Совершенствование подхода поможет снизить смертность от гриппа пожилых и людей, страдающих от иммунных заболеваний.
В работе принимали участие ученые из СГУ имени. Н. Г. Чернышевского, Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербургского государственного университета и ФГБУ «НИИ им. А.А. Смородинцева».
Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Materials Chemistry.
