Новые исследования дают надежду на долгожданную вакцину от сифилиса
Учёные определили белки, находящиеся на внешней поверхности бактерии, вызывающей сифилис, и создали антитела, реагирующие на эти молекулы. Это важный шаг к созданию вакцины от опасной болезни. О таком достижении сообщает научная статья, опубликованная в журнале mBio группой во главе с Джастином Рэдольфом (Justin Radolf) из Университета Коннектикута, США.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2012 году 10,7 миллиона человек в возрасте от 15 до 49 лет были больны сифилисом. Ежегодно этот диагноз ставят ещё 5,6 миллиона пациентов.
Эта болезнь хоть и перестала быть бичом человечества, всё ещё отнюдь не безобидна. Среди причин выкидышей и мертворождений сифилис занимает «почётное» второе место в мире. Кроме того, в отсутствие лечения инфекция может вызвать инсульт, слабоумие или другие неврологические заболевания.
Между тем во многих странах, в том числе и развитых, количество заболевших растёт. Тому есть несколько причин. Во-первых, эту болезнь трудно распознать на ранних стадиях. Во-вторых, он передаётся в том числе и половым путём. Чтобы остановить распространение заразы, нужно отследить сексуальные контакты заболевшего, а затем и его партнёров, и далее по цепочке. Но не все готовы делиться столь деликатной информацией. Наконец, и это, пожалуй, самое главное, против сифилиса не существует вакцины.
Дело в том, что бактерию вида Treponema pallidum, вызывающую это заболевание, крайне трудно изучать. В отличие от многих своих «собратьев», она не размножается в пробирке. Невозможны и исследования на мышах, крысах и так далее. Единственным стандартным лабораторным животным, которое болеет сифилисом, является кролик. Но и эти зверьки, к счастью для себя и несчастью для человечества, быстро выздоравливают и получают пожизненный иммунитет, так что приходится заражать всё новых подопытных.
Кроме того, возбудитель сифилиса – настоящая неженка. Она разрушается от грубых механических воздействий. В результате стандартные лабораторные процедуры подготовки к микроскопическому анализу превращают микроб в месиво, в котором не разберёшь, какие белки располагались внутри, а какие снаружи.
Так и получилось, что спустя более чем сотню лет после открытия T. pallidum человечество всё ещё не знает, какие молекулы у неё располагаются на мембране клетки. А ведь именно по этим маркерам иммунная система распознаёт чужака.
При этом у T. pallidum очень короткий геном: всего около тысячи генов. Он уже давно расшифрован. Поэтому исследователи неоднократно пытались понять, какие белки располагаются на поверхности микроорганизма, выискивая генетические аналогии с бактериями, для которых этот вопрос уже решён. К несчастью, возбудитель сифилиса относится к редкой группе микробов, так называемым спирохетам. На привычные и хорошо изученные бактерии они похожи не больше, чем человек на беспозвоночное.
Группа Рэдольфа пошла другим путём. Учёные сравнили геномы бактерий, взятых у пациентов в США, Чехии и Колумбии. Выяснилось, что ДНК этих возбудителей очень похожи. Это легко понять: когда генов так мало, каждый должен иметь жизненно важную функцию, так что любая мутация, скорее всего, просто убьёт микроб. Исключение составляют однозначно полезные изменения, поддержанные естественным отбором. Какие же? Для болезнетворных организмов ответ очевиден.
«Они мутируют, чтобы защититься от иммунной системы», – говорит Рэдольф в пресс-релизе исследования.
А поскольку иммунная система атакует поверхностные белки, сама бактерия подсказала исследователям, где у неё уязвимое место.
Учёные взялись за компьютерное моделирование. Они собирались выяснить, какую форму имеют молекулы белков, закодированные мутировавшими генами. Выяснилось, что многие из них имеют очертания, характерные именно для поверхностных молекул.
Затем исследователи синтезировали нужные белки и убедились, что они принимают эту форму в действительности, а не только в компьютерных моделях. Наконец, биологи ввели эти молекулы в организм кроликов и убедились, что животные вырабатывают антитела. Значит, иммунная система действительно реагирует на найденные белки.
Загвоздка, однако, состояла в том, что белки, гены которых легко мутируют, неудобны для разработки вакцины. Ведь для каждого варианта молекулы потребовалось бы индивидуальное средство. А бактерия может мутировать и дальше, делая существующие прививки бесполезными.
Поэтому учёные сделали следующий шаг. Имея на руках генетическую карту только что открытых поверхностных белков, они выяснили, какие именно комбинации генов «заставляют» молекулу располагаться на мембране бактерии. По этим своеобразным ключам к шифру биологи распознали поверхностные белки, одинаковые для всех выявленных штаммов, то есть не подверженные сильным изменениям.
Дальнейшие планы команды можно разделить на две группы. Во-первых, авторы хотят убедиться, что эти последние белки тоже вызывают иммунный ответ у кроликов, то есть пригодны для создания вакцин. Во-вторых, они собираются изучить штаммы бактерий сифилиса из Китая и Малави, чтобы узнать ещё больше об их вариабельности и создать как можно более универсальную вакцину.