Индукция иммунного ответа против ВИЧ на слизистых оболочках

Инфекционные болезни:

Популярные разделы сайта:

Индукция иммунного ответа против ВИЧ на слизистых оболочках

Индукция иммунного ответа против ВИЧ на слизистых оболочках представляет огромную важность, в особенности при разработке вакцин, и требует серьезного внимания. Проведение селективной иммунизации в легко достижимых областях слизистых оболочек (например, в носовом канале) может вызвать развитие эффективных реакций, поскольку иммунная система слизистых оболочек связана во всем организме. Кроме того, иммунизация такими методами должна приводить к активации реакций врожденной иммунной системы, присутствующих на слизистых оболочках.

Одно из первых свидетельств существования противовирусных реакций во влагалище было получено в исследованиях ЦТЛ при SIV-инфекции. SIV-специфические предшественники ЦТЛ, полученные у обезьян с хронической или острой инфекцией, в большом количестве обнаруживались в этом месте.

Также вирусспецифические ЦТЛ были выделены из тонкого кишечника SIV-инфицированных макак. При ВИЧ-инфекции были проведены менее тщательные сходные исследования, которые показали наличие активности ЦТЛ в половых путях инфицированных женщин и мужчин. Доказательства существования местных гуморальных реакций также были получены при исследовании шеечно-влагалищной области. Было проведено определение антител IgG и IgA к белкам оболочки ВИЧ-1 и ВИЧ-2.

Количество IgA в шеечных выделениях превышало их содержание в крови, и этот иммуноглобулин обладал высокой специфической активностью, что указывало на существование местного синтеза антител к ВИЧ. Антитела также были обнаружены в назальных и прямокишечных смывах.

С точки зрения создания вакцины против ВИЧ была хорошо описана иммунная система слизистой оболочки женских половых путей, которая состоит из различных секретируемых факторов, в частности хемокинов, дефенсинов и комплемента. Клеточные компоненты включают в себя NK-клетки, плазмоцитоидные дендритные клетки, Туб-клетки и плазматические клетки, секретирующие IgA. Исследования иммунной системы слизистой оболочки у самок макак резус показали присутствие моноцитов/макрофагов, а также Т- и В-лимфоцитов в базальной пластинке под эпителием влагалища.

Большое количество CD8+-Т-клеток, которые могут представлять собой SIV-специфические цитотоксические Т-клетки, было обнаружено в эпителии влагалища. Такие CD8+-клетки также могли обеспечивать развитие противовирусного ответа, связанного с системой врожденного иммунитета. Как отмечалось выше, ВИЧ-специфические ЦТЛ были обнаружены в генитальных выделениях.

В тканях женских и мужских половых путей отсутствуют индуктивные лимфоидные образования слизистых оболочек, подобные Пейеровым бляшкам желудочно-кишечного тракта. Таким образом, местные иммунные реакции обычно выражены слабо. По-видимому, индукция врожденного иммунитета на слизистых оболочках, а также выработка нейтрализующих антител играют важную роль в защите организма от инфекции. На моделях с использованием животных с помощью различных методов были проведены попытки индуцировать развитие иммунных реакций на слизистых оболочках. Они проводились с учетом взаимосвязи иммунной системы различных слизистых оболочек и того, что иммунизация, проведенная в области слизистой оболочки одного органа, может вызывать развитие иммунных реакций на других слизистых оболочках.

Взаимосвязь иммунной подсистемы слизистых оболочек, к которым относятся ротовая, носовая, маточная, влагалищная и прямокишечная полости.
ПБ - пейеровы бляшки.

Большинство вакцин, действие которых направлено против инфицирования слизистых оболочек, вводят перорально. В одной серии экспериментов молодые мыши были перорально иммунизированы пептидами штамма ВИЧ-1 после нейтрализации кислотности желудочного сока. В кишечнике был обнаружен высокий титр секреторных нейтрализующих антител класса IgA. В другой группе исследований мышам интраназально вводили ДНК-вакцину против ВИЧ в сочетании с липосомами и плазмидами, экспрессирующими IL-12 и гранулоцит-макро-фаг-колониестимулирующий фактор (GM-CSF), и получали выраженные реакции со стороны как гуморального, так и клеточного иммунитета. Нейтрализующие антитела против ВИЧ были обнаружены как в фекалиях, так и в сыворотке.

IL-1a, IL-12 и IL-18 были использованы в качестве адъюван-тов для активации иммунитета на слизистых оболочках. Интраназальное введение мышам Gag ВИЧ-1 и CpG также приводило к развитию защиты от внутривлагалищного введения вируса коровьей оспы, экспрессирующего Gag ВИЧ-1. Интраназальная иммунизация может также защищать от проникновения инфекции через верхние дыхательные и половые пути. Например, адаптированный к холоду вирус гриппа вводится в организм в виде назального спрея (Flumist).

Кроме того, исследования, проведенные на человеке с использованием В-субъединицы белка холерного экзотоксина в качестве иммуногена, показали, что иммунизация через носовые ходы была оптимальным методом для индукцирования выработки иммуноглобулинов против холерного экзотоксина в носовых выделениях, а также во влагалищных выделениях. Пероральное введение вызывало образование антител во влагалище, но не в носовой полости.

В ранних исследованиях влагалищное и последующее пероральное введение рекомбинантного корпускулярного антигена SIV вызывало развитие трех типов иммунных реакций: (i) образования Gag р27-специфических секреторных IgA и IgG во влагалищных выделениях, (ii) пролиферацию специфических CD4+-Т-клеток и их функционирование в качестве хелперов для синтеза р27-специфических IgA В-клетками в генитальных лимфатических узлах, и (Hi) появление специфических сывороточных IgA и IgG и активацию пролиферации и хелперных функций CD4+-Т-клеток в периферической крови. В других экспериментах было показано, что прямая инокуляция живых ослабленных S1V во влагалище макак приводила к выработке IgM и IgA антител против вируса в сыворотке и влагалищных выделениях и к появлению вирусспецифических ЦТЛ в периферической крови.

Сходным образом при инфицировании ослабленным SIVmac1A11 плодов или новорожденных макак резус наблюдалась транзиторная вирусемия, реакции против SIV и слабая активность ЦТЛ или отсутствие таковой. У некоторых животных развивалась защита от последующего перорального введения патогенного SIVmac251 вскоре после рождения. Результаты показали, что на ранних стадиях развития можно создать защиту от передачи вируса через слизистые оболочки, и подтвердили возможность передачи вируса новорожденным обезьянам пероральным путем.

В другом исследовании проводилась нетравматическая инокуляция непатогенного химерного вируса SHIV89.6 во влагалище макак резус, которая могла приводить к системному инфицированию. После установления контроля над этой инфекцией в организме хозяина производилось внутривлагалищное суперинфицирование патогенным SIVmac239, после чего наблюдалась защита от развития второй инфекции. В сходных исследованиях с использованием внутрипрямокишечного введения ВИЧ-2 у обезьян не наблюдалось развития защиты от последующего введения SIV. Такой результат может быть связан с низкой активностью репликации штамма ВИЧ-2.

Тем не менее у макак, инфицированных SIV с делецией по гену nef, наблюдалась защита от суперинфицирования (через слизистую оболочку прямой кишки) патогенным штаммом SIV или изолятом SHIV, состоящим из оболочки цитопатического штамма ВИЧ-1SF33. Кроме того, у бабуинов, которым часть вирусной ДНК вводили интраназальным путем, по-видимому, развивалась устойчивость к внутривлагалищному введению ВИЧ-2.

Перспективные результаты в отношении штамма SIVmac также были получены при вакцинации трех беременных макак модифицированным вирусом коровьей оспы Анкара (MVA), экспрессирующим Gag, Pol и Env SIV или живым ослабленным SIV. Новорожденным макакам вводили вирус перорально или в конъюнктивальный мешок. Два животных были защищены от инфицирования SIV после рождения. Таким образом, с помощью иммунизации и получения иммуноглобулинов от матери можно снизить риск перинатального инфицирования вирусом через слизистые оболочки.

Более того, для активации иммунных реакций на поверхностях слизистых оболочек проводилась интраназальная, в/м или внутрипрямокишечная иммунизация макак с использованием вакцины на основе сильно ослабленного осповируса NYVAC SIVgpe. У всех животных наблюдалось появление антигенспецифических CD8+-T-клеток в тканях слизистых оболочек, независимо от способа иммунизации. Во всех случаях после введения на слизистые оболочки SIVmac обнаруживались антигенспецифические реакции в тканях слизистых оболочек. Таким образом, введение вакцины в виде живого вектора через слизистые оболочки или парентеральным путем может вызывать выраженную активацию иммунного ответа на слизистых оболочках.

В другом исследовании было показано, что внутрипрямокишечное первичное введение макакам пептида с последующей ревакцинацией осповирусом вызывало развитие мощной противовирусной реакции со стороны CD8+ ЦТЛ на слизистых оболочках и защиты от инфицирования или подавляло распространение вируса в организме после введения SHIV в прямую кишку. Другое перспективное исследование показало, что защиту от инфицирования через слизистые оболочки можно получить исключительно с помощью парентеральной иммунизации. Таким образом, с помощью определенных стратегий при введении вакцины непосредственно на слизистые оболочки или при парентеральном введении можно добиться развития иммунного ответа, направленного против ВИЧ, на слизистых оболочках.

Наконец, интраназальная иммунизация макак резус пептидом из белка оболочки ВИЧ-1 не приводила к выработке антител против ВИЧ на слизистых оболочках носовых ходов или половых путей, но вызывала ограниченную реакцию при использовании пептида совместно с рекомбинантным IL-1a и GM-CSF. Напротив, активное образование антител в обоих местах наблюдалось у животных, парентерально иммунизированных пептидом с адъювантом. Результаты позволили предположить, что парентеральное введение вакцины с соответствующим адъювантом может вызывать развитие гуморальных иммунных реакций у человека в крови и на слизистых оболочках.

- Читать "Синтетические адъюванты в вакцинах ВИЧ"

Оглавление темы "Разработка вакцин от ВИЧ":