Експерименталната ваксина принуждава бактериите в еволюционния задънена улица

Патогените като бактерии и вируси са изключително добри в развитието в отговор на лекарства, които могат да направят ваксините неефективни. Но сега изследователите от ETH Цюрих са намерили начин да въоръжат тази способност срещу тях, принуждавайки бъговете в безвредни еволюционни задънени улици.

Микробите са живи примери за еволюция в действие. Класическата теория на Дарвин казва, че когато формите на живот са изложени на натиск от околната среда, тези с генетични мутации, които им помагат да се справят по-добре, ще имат предимство. Тъй като други индивиди без полезните мутации са по-склонни да умрат, мутациите в крайна сметка ще се превърнат в норма за цялата популация.

В света на бактериите и вирусите лекарствата и ваксините са натискът върху околната среда, който те трябва да преодолеят. И го правят с разочароваща лекота, бързо намират начини за заобикаляне и след това сменят тези гени като карти за търговия. Крайният резултат е постоянната заплаха от устойчиви на антибиотици „супербуболечки“, които правят нашите най-добри лекарства неефективни.

Така че изследователите от ETH Zurich се заеха да превърнат тази сила в слабост. Вместо да разработи лекарство, което убива бактериите, екипът искаше да намери начин да насочи еволюцията си по път, в който става по-слаб и по-малък проблем за домакина.

За начало екипът дозира групи мишки с няколко различни ваксини срещу Salmonella typhimurium, след това внимателно наблюдава как бактериите в червата им развиват устойчивост към лекарствата. В крайна сметка те успяха да идентифицират пълния спектър от еволюционни пътища за бягство, които Салмонела използваха, за да оцелеят.

След това те комбинираха четири Салмонела щамове в една ваксина, която прекъсва всички тези възможности за укриване. И със сигурност бактериите се оттеглиха в нова форма, където все още успяваха да се размножават, без лекарството да го докосне. Компромисът? The Салмонела вече не може да зарази клетките гостоприемници, за да причини заболяване.

„Това ни позволи да покажем, че имунното избягване е не само основно предизвикателство при разработването на ваксини, но че всъщност може да бъде използвано добре както в хуманната, така и във ветеринарната медицина“, казва Ема Слак, водещ автор на изследването. „Можем да го използваме, за да стимулираме еволюцията на патогенните микроорганизми в определена посока – в нашия случай задънена улица.“

При по-внимателно разглеждане изследователите установяват, че причината за тази слабост е, че молекулите на захарта на повърхността на бактериите са атрофирали. Това покритие обикновено помага на бъговете да се скрият от имунната система или вирусите на гостоприемника.

Когато изследователите тествали техниката при мишки, те открили, че тя дава на животните по-добра защита срещу инфекции със салмонела, отколкото съществуващите ваксини.

Екипът казва, че техниката може да се използва за разработване на нови ваксини срещу устойчиви на антибиотици бактерии и потенциално дори да унищожи някои опасни щамове по начин, подобен на начина на унищожаване на едра шарка.

Изследването е публикувано в списанието Природа Микробиология и екипът описва работата във видеото по-долу.

Награда Spark 2020 – Еволюционни ваксини срещу капан

Източник: ETH Цюрих

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate