На днях зарубежные СМИ принесли новость, поражающую воображение: ученые Центра геномики и биоинформатики Академии наук Узбекистана разработали "помидорную" прививку от коронавируса! После того как человек съедает модифицированный изобретателями томат, в организме появляются клетки, способные защитить от ковида. Так, если коротко, интерпретировали открытие журналисты. О каких-либо исследованиях, подтверждающих эффективность подобных манипуляций, проверке работоспособности вакцины хотя бы в лаборатории на клеточных культурах, новостные сообщения умалчивают. Уж не утка ли это? Насколько вообще реально создание съедобных растительных прививок, чуть ли не выращивание вакцин в огороде или на подоконнике?! Об этом мы спросили иммунолога Николая Крючкова.
Вакцинные томаты на брезентовом поле
- Николай, в голову сразу приходит строчка из песни Цоя про выращивание алюминиевых огурцов на брезентовом поле - "вакцинные помидоры" выглядят такой же фантастикой...
- На самом деле эксперименты по созданию съедобных растительных вакцин начались в разных странах мира в 90-е годы прошлого века. И активно продолжаются по сей день. Ученые не перестают заниматься такими разработками, потому что они до сих пор выглядят перспективными. У подобного подхода есть как весомые плюсы, так и серьезные минусы. Как обычно, перед исследователями стоит задача извлечь максимальные преимущества и свести к минимуму слабые места.
- Неужели это, наконец, удалось?! И именно сейчас, когда весь мир измучен непобедимым пока коронавирусом?
- Никаких подтверждений эффективности разработки ученых из Узбекистана в официальных источниках пока нет. И вообще такие вакцины для борьбы именно против COVID-19, скорее всего, мало подойдут (почему, см. далее. - Авт.). Но в целом попытки создать растительные прививки вовсе не лишены смысла. В ряде случаев такие вакцины могут быть выигрышным вариантом.
И картошка, и банан
Ассортимент растений, которые ученые уже использовали для разработки вакцин, довольно широкий. В этот перечень помимо помидоров (узбекские изобретатели тут не первопроходцы), в частности, входят бананы, кукуруза, соя, рис, картофель, табачный лист. Лучше подходят овощи и фрукты, которые люди едят без термической обработки. Потому что для вакцинации с помощью "фитопрививок" к нам в организм должны попасть определенные белки. А при нагревании (варке, жарке и т. д.) они могут денатурировать, или, как говорят в народе, свернуться. Тогда на работоспособность вакцины рассчитывать не придется.
Кроме съедобных растений для доставки необходимых белков применяются также молочные продукты и овсянка, добавляет эксперт. Так, например, ученые Института экспериментальной медицины работают над созданием антиковидной прививки, которая известна под условным названием "йогуртовая вакцина". Как рассказали разработчики, такой препарат теоретически можно выпускать и в виде кефира, ряженки и даже мороженого.
Где еще слабые места
Во-первых, сложно обеспечить стабильность белков, необходимых для выработки иммунитета. С одной стороны, непросто гарантировать их сохранение в составе растения по мере его роста и созревания. С другой стороны, большой вопрос, какая доля вакцинного материала из того же съеденного помидора доберется до слизистой кишечника, пройдя через ЖКТ.
Во-вторых, есть трудности с дозированием. Сегодня технологии не позволяют гарантировать, что каждое растение выдаст на-гора строго определенное количество белка. Поэтому после одного томата человеку может достаться больше антигенов (то есть фрагментов возбудителя инфекции, необходимых для выработки иммунитета), а после другого - меньше. Точно такая же проблема с точным количеством действующего вещества прививки, которое окажется в итоге в тонком кишечнике конкретного пациента.
В-третьих, поскольку часть вакцинного материала теряется в процессе пищеварения, изначально доза антигена в "фитопрививке" должна быть намного больше, чем в классических вакцинах. И здесь встает еще одна большая проблема. Если чужеродного для растения белка окажется слишком много, такая культура не сможет расти и развиваться. Если же белка мало, его просто не хватит для выработки иммунитета.
С учетом этих и других обстоятельств все разработки растительных вакцин пока остаются экспериментальными. Однако наука не стоит на месте. Будем надеяться, что в мире и в нашей стране в конце концов появятся работающие съедобные "фитопрививки".
Пять плюсов "фитопрививок"
- Удобство и безболезненность. Не нужно делать уколы - как говорится, съел и порядок.
- Минимум побочки - поствакцинальные реакции точно будут слабее, чем у классических прививок.
- Не требуются затраты на организацию прививочного кабинета, набор медицинского персонала, обеспечение стерильности и прочих условий для медпроцедур.
- Нет расходов на обеспечение особых условий хранения и транспортировки, как для обычных вакцин.
- Дешевое массовое производство. Выращивать "вакцинные" овощи и фрукты куда дешевле, чем производить препараты в биореакторах или на другом оборудовании.
Сами растения от природы имеют защитные оболочки, благодаря которым вакцинный материал попадает к нам в организм фактически в виде биокапсул. За счет этого необходимые для выработки иммунитета белки не сразу перевариваются в верхних отделах пищеварительного тракта, а проникают глубже, это тоже плюс.
ВОПРОС - РЕБРОМ
Как же это работает?
Сначала растение модифицируется в лаборатории с помощью методов генной инженерии. Ученые добиваются, чтобы при выращивании в составе овоща или фрукта (либо другой культуры) формировались белки того или иного возбудителя инфекции. Скажем, в "помидорной" вакцине против ковида это может быть S-белок, из которого состоят шипики коронавируса, либо фрагменты такого белка.
Когда человек съедает "фитопрививку", часть вакцинного материала все-таки пропадает - белки денатурируются желудочным и кишечным соком. Однако другая часть благодаря эффекту биокапсулирования (см. выше) сохраняется и доходит до тонкого кишечника. Там белки - фрагменты возбудителя инфекции начинают взаимодействовать с так называемыми М-клетками слизистой кишечника. Эти клетки участвуют в выработке местного иммунитета, который представлен в основном антителами типа А (иммуноглобулины IgA). Также возможно формирование иммуноглобулинов IgG, но, по всей видимости, их выработка идет слабее.
Тут-то и кроется одно из слабых мест "фитопрививок". Дело в том, что местный иммунитет от подобных вакцин (те самые антитела IgA) действует именно в кишечнике. А если болезнетворные вирусы и бактерии проникают в организм другими путями - скажем, через носоглотку, как SARS-CоV-2, то защита будет уже слабой. Да, в какой-то степени могут помочь антитела IgG, но их после растительных вакцин, как правило, мало.
Поэтому прививки такого рода больше подходят именно для инфекций, которые мы обычно называем "болезнями грязных рук", то есть передаваемых орально-фекальным путем. Это, например, холера, ротавирусы, гепатиты, брюшной тиф и т.п.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ