Szczepionka przeciw nawracającemu ZUM coraz bliżej?

Zakażenie dróg moczowych jest częstym problemem zdrowotnym, który każdego roku dotyka milionów ludzi na całym świecie. Naukowcy pracują nad szczepionką, która mogłaby pomóc organizmowi skutecznie odeprzeć bakterie, które je powodują, ale też zapobiegać przyszłym infekcjom. Obecnie zespół z Uniwersytetu Teksańskiego w Dallas bada zastosowanie szczepionek pełnokomórkowych, z którymi wiąże się duże nadzieje rozwiązywania problemu nawracających zakażeń układu moczowego oraz szczególnie trudnych do wyleczenia przypadków, gdy za wywołanie infekcji odpowiedzialne są bakterie oporne na antybiotyki.

Zakażenie dróg moczowych

Zakażenie dróg moczowych (ZUM) może powodować specyficzne objawy. Większość przypadków zakażenia obejmuje dolne drogi moczowe, czyli pęcherz i cewkę moczową. Infekcje tego typu częściej występują u kobiet, u których ze względu na strukturę anatomiczną znacznie łatwiej dochodzi do zakażenia bakteryjnego. Statystyki dowodzą, że nawroty ZUM dotyczą nawet 40% pacjentów i są szczególnie powszechne u kobiet po menopauzie.

Wiele przypadków zakażeń dróg moczowych jest spowodowanych Escherichia coli, ale zdarzają się zakażenia bakteriami opornymi na antybiotyki, co sprawia, że ZUM jest o wiele trudniejsze do wyleczenia i może skutkować powstaniem powikłań.

Podejście całokomórkowe wydaje się mieć najbardziej obiecujące rezultaty

Dr Jeremiach Gassensmith, profesor nadzwyczajny chemii i biochemii z Uniwersytetu Teksańskiego w Dallas, wyjaśnia, że praca nad szczepionkami przeciwko bakteriom chorobotwórczym jest wyzwaniem, ponieważ są one większe i bardziej złożone niż wirusy. Wybór składników biologicznych do wykorzystania jako antygen jest trudny, dlatego użycie całych komórek w tym przypadku jest dobrym pomysłem.

Dotychczas w badaniach klinicznych zbadano już kilka szczepionek, których przeznaczeniem było przeciwdziałanie infekcjom układu moczowego, jednak odniosły one ograniczony sukces. Zazwyczaj komórki nie były w stanie przetrwać w organizmie wystarczająco długo, aby wytworzyć trwałą odpowiedź odpornościową.

Szczepionka przeciwko nawracającym ZUM

Naukowiec wraz ze specjalizującą się w naukach biologicznych dr Nicole De Nisco wykorzystali struktury metaloorganiczne (MOF, ang. metal–organic frameworks) do kapsułkowania całych komórek bakteryjnych. Umieścili komórkę bakterii w krystalicznej, polimerowej matrycy, która dezaktywuje bakterię, zachowuje i stabilizuje martwą komórkę przed wysoką temperaturą, wilgocią i rozpuszczalnikami organicznymi.

Metoda ta pozwala dłużej trwać szczepionkom w organizmie. Co więcej, badanie wykazało, że jej zastosowanie wiązało się, ze znacznie wyższymi wskaźnikami przeżycia w porównaniu ze standardowymi sposobami przygotowywania szczepionek całokomórkowych. Wyniki badania ukazały się w „American Chemical Society ACS Nano”.

Jak przebiegało badanie?

Badacze wstrzyknęli pod skórę myszy inaktywowane E. coli, zamknięte w strukturze metaloorganicznej lub roztworze soli fizjologicznej. Następnie przez 12 dni prowadzili obserwacje. Odkryli, że te cząsteczki typu MOF pozostawały w miejscu wstrzyknięcia przez 4 dni dłużej, a także powodowały wytworzenie wyższego poziomu przeciwciał immunoglobuliny anty-E. coli (IgG).

W kolejnym, rozszerzonym badaniu badacze podali myszom śmiertelną dawkę E. coli. Przeżyły jedynie zwierzęta, które otrzymały szczepienie. W związku z tym powstała hipoteza, że było to spowodowane znacznym wzrostem poziomu przeciwciał typu IgG w surowicy u tych myszy. Ponadto zaszczepione myszy wykazywały wzrost tkanki odpowiedzialnej za wytwarzanie długo żyjących komórek wydzielających przeciwciała, które odpowiadają za ochronę przed infekcją i długotrwałą odporność opartą na przeciwciałach.