Учените модифицират E. coli с части от вируса на ХИВ, за да разработят успешна ваксина

Николай Шчербак, доцент по биология в университета в Йоребру, току-що се завърна в Швеция след участие в конференция в Южна Африка, където представи изследване, което увеличава шансовете за разработване на ваксина срещу ХИВ. Заедно с други изследователи той генетично модифицира пробиотичната бактерия E. coli, за да включи част от вируса на ХИВ.

Статията е публикувана в списанието „Микробни клетъчни фабрики“.

„Използвайки най-съвременна технология, ние вмъкваме ДНК последователности на специфично място в бактериите. Използваме част от вируса на ХИВ, която не е заразна, но все пак кара организма да произвежда неутрализиращи антитела“, казва Шчербак.

Бактериите E. coli живеят в червата на хора и други животни, а някои техни варианти причиняват различни видове инфекции. Съществуват обаче и полезни варианти на тези бактерии, които могат да помогнат за подобряване на чревната флора. Една такава бактерия, пробиотичният щам E. coli Nissle, е използвана от изследователите от Йоребру в тяхното проучване.

„Бактериите, които използваме, се продават като хранителни добавки в Германия, но доколкото знам, те не се предлагат в Швеция. Тези добавки се препоръчват за хора със синдром на раздразнените черва (СРЧ) или други стомашни разстройства.“

ХИВ е вирус, който може да причини фаталната имунодефицитна болест СПИН, за която няма лечение. Съществуват обаче лекарства за лечение на ХИВ, които позволяват на заразените хора да живеят без симптоми или риск от предаване на болестта.

„ХИВ-инфектираният човек трябва да приема антиретровирусни лекарства до края на живота си, а цената им може да е непосилна за всеки. Изследователите разработват ваксина от много години, но за съжаление това не е приоритет за фармацевтичните компании“, казва Шчербак.

Ако бактериите, разработени в университета в Йоребру, доведат до одобрен фармацевтичен продукт, той би могъл да се приема под формата на таблетки. Ваксините под формата на таблетки имат значителни предимства пред ваксините, които трябва да се инжектират. Таблетките са по-лесни и по-удобни за употреба и не е необходимо да се съхраняват при ниски температури, както е необходимо при някои ваксини срещу COVID-19.

Хомоложно моделиране на рекомбинантния OmpF-MPER протеин. Изглед отгоре (A) и отстрани (B) на тримера на OmpF протеина от щам E. coli K-12 (базиран на 6wtz.pdb). Изглед отгоре (C) и отстрани (D) на предсказания OmpF-MPER протеин от EcN-MPER, хомоложно моделиране, извършено върху структурата 6wtz.pdb с помощта на инструмента SWISS-MODEL. Местоположението на MPER последователността е обозначено в зелено. Източник: Microbial Cell Factories (2024). DOI: 10.1186/s12934-024-02347-8

В много предишни опити за използване на бактерии за производство на ваксини, изследователите са използвали гени за антибиотична резистентност, за да поддържат генетични модификации в бактериите. Този метод обаче може да доведе до негативни последици, като например антибиотична резистентност, която е нарастващ глобален проблем за общественото здраве. Използвайки технологията CRISPR/Cas9, изследователи от Йоребру са създали стабилна генетична модификация в пробиотичните бактерии, без да са необходими гени за антибиотична резистентност.

Шчербак не вижда рискове в използването на генетично модифицирани бактерии. Необходими са обаче още изследвания, включително тестове върху животни, преди технологията да може да бъде тествана върху хора и ваксина да види бял свят.

„Подготовката и получаването на етични одобрения отнемат поне няколко години. При нормални условия разработването на лекарства отнема около десет години“, казва Шчербак.