Новая концепция вакцины борется с вредными бактериями в кишечнике

Новости сегодня - Новая концепция вакцины борется с вредными бактериями в кишечнике

Проблема кишечных бактерий сложна. С одной стороны, люди зависят от микроорганизмов, поскольку именно они переваривают пищу. С другой стороны, среди бактерий присутствуют и многочисленные патогены.

Некоторые из этих патогенов могут вызывать диарею, в то время как с другими все зависит от обстоятельств: они могут долгое время жить в кишечнике незамеченными, но становятся опасными, если ослаблен иммунитет, повреждена стенка кишечника или они попадают в кровь через раны. Это может привести к заражению крови или опасному для жизни воспалению органов.

Ученые долгое время исследовали вакцины против патогенных микробов в кишечнике, особенно тех, против которых антибиотики стали неэффективны из-за резистентности. Однако это непростая задача, поскольку иммунная система кишечника работает иначе, чем иммунная система остального тела, и науке еще предстоит полностью расшифровать кишечную иммунную систему.

Эффективное сочетание

Эмма Слэк, профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Школы патологии сэра Уильяма Данна Оксфордского университета, проводит исследования в этой области.

Вместе с Медериком Диардом, профессором Биоцентра Базельского университета, и международной группой исследователей она продемонстрировала, как можно разработать высокоэффективные пероральные вакцины против кишечных патогенов: а именно, не только вводя вакцину, но и комбинируя ее с безвредными бактериями , которые конкурируют с патогенными микробами за пищу и, таким образом, лишают их жизни.

Ученые продемонстрировали это в ходе исследования на мышах, результаты которого были опубликованы в журнале Science .

Благодаря комбинированному подходу исследователи смогли не только предотвратить колонизацию сальмонеллой у мышей, но и эффективно бороться с уже существующими бактериями E. coli. В обоих случаях вакцинация или безвредные бактерии по отдельности оказали значительно меньшее воздействие.

Для того чтобы конкурирующие штаммы могли успешно конкурировать с патогенными микробами , крайне важно, чтобы они росли в максимально схожих условиях, то есть они должны жить в одном и том же отделе кишечника, иметь возможность справляться с одинаковой кислотностью и уровнем кислорода и использовать одни и те же питательные вещества.

Исследователи соответственно выбрали или создали подходящие штаммы-конкуренты. В рамках исследования они продемонстрировали в лабораторных условиях, что с помощью генной инженерии можно создать высокоэффективный штамм-конкурент сальмонеллы.

Однако это можно сделать и без генной инженерии, если умело отбирать и комбинировать встречающиеся в природе штаммы, как это продемонстрировали исследователи на примере смеси трех встречающихся в природе штаммов E. coli.

«Как садоводство»

«Хотя мы можем уничтожить патогенные бактерии с помощью вакцины, нам нужны безвредные микроорганизмы, чтобы заполнить образовавшуюся нишу в кишечной экосистеме, чтобы достичь долгосрочного успеха», — объясняет Слэк. «Это как садоводство. Если вы хотите избежать сорняков на участке сада, вам придется посадить там другие растения после прополки. Если вы оставите почву пустой, сорняки просто вырастут снова».

Как показали более ранние исследования, кишечная флора некоторых людей естественным образом включает бактериальные штаммы, которые конкурируют с патогенными бактериями и, таким образом, держат их под контролем. У этих людей вакцинация против кишечных патогенов уже хорошо себя зарекомендовала в прошлом.

Введение конкурирующих штаммов вместе с вакцинацией в рамках нового подхода может позволить добиться эффективной защиты даже у людей, у которых нет конкурирующих штаммов такого рода.

Сокращение использования антибиотиков

Одним из главных преимуществ нового подхода является то, что он вытесняет патогенные бактерии без необходимости использования антибиотиков. Он также эффективен против устойчивых к антибиотикам микробов, которые становятся все более серьезной проблемой для здоровья.

Благодаря новому подходу патогенные или даже устойчивые к антибиотикам бактерии могут быть устранены в кишечнике пациентов до хирургических вмешательств. Это будет особенно важно в случае трансплантации органов, например, когда пациентам приходится принимать иммунодепрессанты. Исследователи подчеркивают, что это проложит путь к сокращению использования антибиотиков.

Этот подход также может быть полезен перед поездками в далекие страны, где циркулируют штаммы бактерий, к которым иммунная система не готова.

«В целом, чем больше мы преуспеем в уничтожении вредных и устойчивых к антибиотикам штаммов среди населения, тем лучше для здоровья каждого человека», — говорит Слэк.

Однажды люди, например, смогут проглотить капсулу, содержащую вакцину и бактерии-конкуренты. Однако необходимы дальнейшие исследования, прежде чем этот подход можно будет применить к людям.

В текущем исследовании ученые использовали модельные патогены, чтобы продемонстрировать, что их можно вытеснить из кишечника. Теперь перед исследователями стоит большая задача — применить свои выводы к клинически значимым штаммам микроорганизмов, а также к людям.

Новости партнеров: