Создана новая антистрептококковая вакцина

Стрептококки группы А (Group A Streptococcus, GAS) вызывают многие заболевания, такие как воспаления горла, ревматическую лихорадку и некротизирующий фасцит, при котором происходит разрушение мышц и кожи. Основным токсином стрептококков группы А являются так называемые M-белки, присутствующие в большинстве патогенных штаммов.

Исследователям из Калифорнийского Университета в Сан Диего (University of California, San Diego) под руководством профессора химии и биохимии Парто Гоша (Partho Ghosh) впервые удалось кристаллизовать M1 белок (одну из разновидностей М-белков) и расшифровать его структуру.

М-белки необходимы для выживания стрептококков группы А в инфицированных организмах. До сих пор разными исследовательскими группами предпринимались безуспешные попытки определить их структуру. Строение М1 белка, установленное исследователями из группы доктора Гоша, представляет собой длинную вытянутую спираль, которая крепится к мембране бактерии.

Ученые несколько модифицировали аминокислотную последовательность М1 белка, что позволило стабилизировать его структуру за счет закручивания одного М1 белка вокруг другого по всей его длине.

Нерегулярность и нестабильность структуры естественной формы М1-белка, присуща также миозину и тропомиозину человека. Этим объясняется перекрестная реактивность антител организма человека, вырабатываемых против М1-белков в ответ на инфекцию GAS-бактериями, с мышечными волокнами человека. Запущенный аутоиммунный ответ может привести к тяжелым заболеваниям, трудно поддающимся лечению, таким как ревматическая лихорадка. Кроме этого, введение естественной формы белка М1 лабораторным мышам вызывало токсические повреждения тканей, приводя к аномалиям свертывания крови и деструкции легких.

Профессор микробиологии и иммунологии из Центра наук о здоровье при Университете Оклахомы (University of Oklahoma Health Sciences Center) Маделин Каннингхэм (Madeleine Cunningham) показала, что стабилизированная форма белка М1 индуцирует намного меньше перекрестных реакций в экспериментах с антителами против белков сердечной мышцы, чем нативная форма М1-пептида.

В лаборатории профессора Виктора Низета (Victor Nizet) на Отделении педиатрии при Калифорнийском Университете в Сан Диего (Department of Pediatrics, University of California, San Diego) продемонстрировали, что стабилизированная форма белка М1 не вызывает повреждений легких у лабораторных мышей, в отличие от естественного варианта М1.

Таким образом, именно нестабильность естественного белка вызывает токсический эффект и запускает аутоиммунные реакции. Однако эта нестабильность не обязательно должна обеспечивать его эффективность в качестве вакцины. Инъекции стабилизированной формы пептида М1 мышам вызывают сильный иммунный ответ, обеспечивающий защиту животных от инфицирования стрептококками группы А.

По мнению доктора Гоша, стабилизированный М1 белок, скорее всего, сможет дольше находится в организме, чем его естественная форма, а это важно для разработки вакцины.

Эффективность антистрептококковой вакцины определяется также ее действием на многие штаммы стрептококков, поэтому она должна содержать смесь стабилизированных вариантов белка М1.

Статья Case McNamara et al. «Coiled-Coil Irregularities and Instabilities in Group A Streptococcus M1 Are Required for Virulence» опубликована в журнале Science 7 марта 2008: Vol. 319. no. 5868, pp. 1405 – 1408 .

По материалам:
University of California - San Diego