Слабое звено вируса гриппа

Разработка новых противогриппозных вакцин – дело наукоемкое. Фото Алексея Калужских (НГ-фото)

Скорее всего именно Вольтер назвал это вирусное заболевание  grippe, то есть «охват». В этом нет ничего удивительного, поскольку мы перевели это французское слово выражением «охватывает озноб», что ощущаешь в самом начале заболевания. Много позже был открыт вирус гриппа – по-английски flu, что является сокращением от гораздо более длинного итальянского influenza, вошедшего в европейские языки после большой эпидемии 1743 года.

В полном соответствии с заветами Луи Пастера людей уже относительно давно пытаются каждый год вакцинировать против гриппа, впрыскивая в носовую полость взвесь убитых вирусных частиц, надеясь тем самым получить определенную концентрацию, или титр защитных белковых антител.

Уже много позже стало известно, что вирус гриппа (как и многие другие) имеет довольно сложное строение. Это РНК-содержащий вирус, геном которого представляет совокупность восьми молекул РНК. Они окружены функциональными протеинами, обладающими к тому же ферментативными функциями. Снаружи РНП – рибонуклеопротеид (РНК + протеины) – окружен защитной белковой оболочкой, имеющей сферическую форму. Вирус как булавками «утыкан» молекулами двух основных протеинов – гемагглютинина (НА) и нейраминидазы (NA). Именно по этим двум белкам и определяется «вид», а вернее, штамм вируса. Типы эти постоянно друг друга сменяют, о чем нам сообщают молекулярные эпидемиологи.

Гемагглютинин соединяется с поверхностными белками клеток, что способствует агглютинации-«склеиванию» эритроцитов крови, откуда и название протеина. Нейраминидаза необходима для расщепления нейраминовой кислоты, защищающей клетки от вирусного вторжения. Помимо НА и NА на поверхности вирусной частицы есть и другие протеины, но эти два являются основными и без них невозможно проникновение вирусных частиц в клетку.

Использование вакцин подразумевает выработку защитных нейтрализующих антител против HA и NA. Однако тут есть очень важные нюансы. Убитые вирусные частицы получают разными способами, но все они ведут к нарушению формы (конформации) белковых молекул. Известно, что конформационные изменения начинаются после 40 градусов, а разрушение РНК – после 56. Но даже если бы вирусы для вакцин были живыми, все равно РНК настолько быстро меняется, что чуть ли не каждые полгода наши иммунные клетки встречаются как бы с новым врагом, которого необходимо еще распознать на молекулярном уровне. Этих двух причин вполне достаточно, чтобы вакцины – пусть и самые дорогие – были неэффективными.

Учитывая все вышесказанное, понятен интерес, который был проявлен научным сообществом к сообщению группы ученых и биотехнологов из Тюбингена, опубликовавших статью в Nature Biotechnology. Им впервые удалось проникнуть в святая святых вирусной частицы, в самую ее сердцевину, достигнув РНП. Авторы подчеркивают, что их вакцина гораздо лучше так называемых ДНКовых вакцин.

Известно, что после проникновения вируса в клетку ему необходимо воспроизвести свою РНК (читай: геном), а после этого начать синтез самых разных белков, включая НА и NА. Указанный синтез осуществляется на рибосомах клетки, но по вирусным программам в виде так называемых информационных РНК (иРНК). Последние представляют собой «средний» класс синтетического механизма: геном вируса – иРНК – белки. В Тюбингене решили сконцентрироваться на иРНК, отвечающих за синтез гемагглютинина и нейраминидазы. Дело в том, что, хотя последовательность аминокислот в протеинах меняется, форма иРНК менее подвержена изменениям. А это очень важно с точки зрения наработки антител, поскольку тем не приходится распознавать каждый раз нового врага. К тому же иРНК остается «живой», так как она не является геномной и не может воспроизводиться в клетке. Тем самым снимается вопрос безопасности вакцины.

Говоря о ДНКовых вакцинах, ученые подчеркивают, что для их нормального функционирования «чужеродная» ДНК должна встроиться в клеточный геном, а это чревато разными нежелательными последствиями. Информационная же РНК вообще недолго – час-два – сохраняется в клетке, после чего расщепляется. Перед специалистами из Тюбингена стояла прямо противоположная задача, а именно – как повысить «стабильность» вводимых в организм вирусных иРНК. Эту задачу также удалось решить сотрудникам биотехнологической фирмы CureVac.

Остается надеяться, что принципиально новый подход к производству противовирусных вакцин докажет свою эффективность и безопасность, после чего благодарное человечество избавится от страха перед мировыми пандемиями гриппа.