Как помочь иммунитету с помощью микроводорослей и лазерного излучения

Вакцинный аденовирус (желтый) в красной липидной – жировой – оболочке. Иллюстрация Physorg

Еще в Афинах люди задавались вопросом: может ли у искусного флейтиста родиться такой же одаренный сын или его можно научить. Сегодня вопрос звучит определеннее – в плоскости влияния генов или среды на развитие организма.

В качестве примера можно привести геномное разнообразие итальянцев (в противопоставлении северян и южан, у которых на Сицилии собственный язык). На заре геномного миллениума было вроде бы определено, что оно возникло относительно недавно (4–7 тыс. лет назад). Однако полное прочтение 38 геномов, осуществленное в Университете Болоньи, – в нем когда-то Уильям Гарвей установил наличие двух кругов кровообращения, – и сравнение их с данными изучения многочисленных скелетов показало, что «разделение» итальянцев на северян и южан произошло 14–19 тыс. лет назад. Ученые делают вывод, что люди шли на север, следуя за отступающими ледниками, и изменение геномов переселенцев стало основой жизни в суровых условиях.

Специалисты Каролинского института в Стокгольме, изучающие расстройства аутического спектра (ASD), или просто аутизма, сравнили 37 955 пар близнецов, родившихся в 1982–2008 годах. В итоге они пришли к выводу, что изменения генов и воздействие среды слабо влияют на возникновение аутизма. Вывод явно противоречит многочисленным результатам, показывающим, что нарушения многочисленных генов, приводящие и к шизофрении у взрослых, дают широкий спектр аутических расстройств.

Но, может, шведы и правы, в доказательство чего можно привести данные, озвученные в ходе только что завершившегося виртуального конгресса Европейской ассоциации неврологии. Авторы сообщения сравнили три области промышленной Ломбардии, в двух из которых загрязнение воздуха до карантина было выше порога, установленного Европейской комиссией. Оказалось, что риск рассеянного склероза мозга почти на треть (29%) выше для тех, кто живет в городах (urban areas).

Многочисленные опыты и сравнение больших массивов данных могут показаться абстрактными, хотя споры о влиянии генов и среды относятся и к клеточным разрастаниям. С ними в норме справляются иммунные клетки (Т-лимфоциты), получающие сигнал в виде антигенов (АГ), представляемых мечниковскими макрофагами и другими клетками. В норме Т-хелпер, то есть лимфоцит, помогающий запустить иммунный ответ, активирует В-лимфоциты, синтезирующие антитела.

К сожалению, активности иммунных клеток в борьбе с атипичными явно не хватает. Плохо помогают и нынешние иммунотерапии. Отсюда ясен интерес к сообщению Пекинского университета, в котором создали микрокапсулы для иммунизации с помощью противоопухолевой вакцины. Микрокапсулы, получаемые путем самосборки, снаряжают специфическим антигеном, который постепенно выходит из них. Результатом этого является более эффективный иммунный ответ. Создатели микрокапсульной вакцины считают, что ее можно делать у постели больного, используя его собственные антигены разного происхождения и природы.

Иным путем пошли сотрудники университетов Хельсинки, Лейдена и Падуи, которые показали, что в иммунотерапии большую роль играет предсуществующий иммунитет. Для этого ученые использовали иммунизацию с помощью столбнячного токсина (TT – Tetanus Toxin), которым вакцинировали мышей. Затем им пересаживали опухоль, клетки которой несли аномальные пептиды. Совместное предъявление двух антигенов намного эффективнее стимулировало иммунное отторжение трансплантата.

Все это учитывали китайские биоинженеры из Университета г. Ханчжоу в восточной провинции Чжецзянь, помогавшие коллегам из Станфорда и Мичиганского университета в г. Энн-Арбор (США). Совместными усилиями они «рекрутировали» на борьбу с активно делящимися клетками… зеленые одноклеточные водоросли, снабженные для защиты от ферментов и клеток крови оболочками эритроцитов, то есть красных кровяных клеток. Водоросли в ходе фотосинтеза выделяют токсичный для клеток кислород, который выбрасывается наружу.

Авторы статьи в научном журнале Science использовали для получения кислорода красный лазер. Благодаря этому опухолевые клетки, пребывающие в гипоксии, получают кислород. Это делает их уязвимыми для фотодинамической терапии, осуществляемой с помощью лазера с длиной волны излучения 650 нанометров. Волна такой длины не проникает глубоко в ткани, поэтому терапия возможна для поверхностной локализации процесса. Остается ждать клинических испытаний принципиально новой терапии с помощью зеленых водорослей, на которые не действуют опухолевые «флюиды», останавливающие иммунные клетки.