Вспышка шигеллёза в Wisconsin National Primate Research Center, начавшаяся в декабре 2022 года, предоставила исследователям ценные данные об иммунитете для разработки вакцин. В исследовании, опубликованном в Science Translational Medicine, учёные изучили данные, полученные от инфицированных нечеловеческих приматов, и определили эффективные иммунные ответы против бактерии, а также потенциальные мишени для вакцины.
Во время вспышки среди нечеловеческих приматов было зарегистрировано 169 микробиологически подтверждённых случаев шигеллёза. Исследователи собрали 151 изолят Shigella для серотипирования и провели полное геномное секвенирование 95 репрезентативных изолятов. Вспышку вызвали два взаимосвязанных кластера Shigella flexneri, часто встречающейся у содержащихся в неволе приматов. Хотя в человеческих вспышках чаще всего встречается Shigella sonnei, оба вида могут инфицировать обе группы приматов. Из 90 изолятов, проверенных на устойчивость к антимикробным препаратам, 63% обладали множественной лекарственной устойчивостью. В большинстве случаев наблюдались симптомы лёгкой диареи, однако у некоторых животных симптомы отсутствовали, а в некоторых случаях развивалось тяжёлое заболевание; младенцы оказались наиболее пострадавшей группой.
В ходе инфекционного процесса учёные получили сыворотку, плазму и иммунные клетки от 41 инфицированного животного. Образцы собирали через 1, 2 и 4–6 недель после выявления инфекции. В ходе исследований были обнаружены антитела, нацеленные на O-антиген — внешний компонент молекулы LPS на внешней поверхности бактерии. Было установлено, что некоторые антитела формировались в результате повторного воздействия и могли атаковать O-антигены различных серотипов Shigella. Антитела, прочно связывающиеся с O-антигеном, также могли активировать цепочки белков плазмы, разрушающие бактерии.
Исследователи также изучили антитела, нацеленные на белки IpaB и IpaD на конце иглоподобной системы секреции 3-го типа (T3SS), которую бактерия использует для атаки клеток. Эти антитела могли стимулировать защитные иммунные ответы, в том числе с участием T-клеток. Некоторые антитела облегчали разрушение клеток крови, тогда как полезные антитела препятствовали этому. Было отмечено, что два типа антител связывались с разными участками белков, а точное место связывания защитных антител было установлено. Полученные результаты предлагают новые мишени для разработки вакцины, эффективной против различных видов Shigella.
Почему это важно
Главный вклад исследования заключается в том, что иммунитет к Shigella можно изучать не просто как общий ответ, формирующийся после перенесённой инфекции, а с помощью антител, направленных на разные части бактерии и выполняющих разные функции. Способность антител, распознающих O-антиген, действовать против различных серотипов создаёт основу для понимания того, как можно преодолеть разнообразие между видами при разработке вакцины. Установление конкретных участков защитных антител, связывающихся с белками T3SS, сужает круг ответов на вопрос о том, какие именно иммунные реакции должны вызывать вакцины-кандидаты. Вместе с тем вспышка заболевания, на фоне которой широко распространена множественная лекарственная устойчивость и особенно у младенцев может развиваться тяжёлая болезнь, также демонстрирует ограниченность вариантов лечения, не связанных с вакцинацией. Каким образом эти результаты будут преобразованы в вакцину, обеспечивающую защиту у людей, пока остаётся неизвестным.