Ученые из Ратгерса разработали новый подход к остановке вирусных инфекций: так называемую живую ослабленную вирусную вакцину с дефектом репликации ДНК, в которой используется соединение, известное как сентанамицин, для создания измененного вируса для разработки вакцины.

Метод был протестирован для получения ослабленной или "аттенуированной" версии мышиного цитомегаловируса, распространенного вируса, который был изменен таким образом, что он не может размножаться или реплицироваться внутри клетки. ДНК-вирус с дефектом репликации неспособен реплицировать свой геном, свою основную генетическую материю. В результате он не способен продуцировать инфекционный вирус-потомство в инфицированных клетках и, таким образом, ограничен главным образом местом инокуляции.

По словам исследователей, когда ослабленные вирусные частицы вводятся животным, они стимулируют иммунную систему конкретного хозяина распознавать вторгающиеся живые вирусные частицы как чужеродные, в результате чего вирус уничтожается всякий раз, когда он обнаруживается.

Было показано, что новый подход, опубликованный в журнале Cell Reports Methods, эффективно подавляет вирусные инфекции у лабораторных животных.

"Мы обнаружили, что этот метод безопасен; ослабленный вирус заражает определенные клетки, не размножаясь дальше этого, и предупреждает хозяина о выработке специфических нейтрализующих антител против него", - сказал Даббу Джайджян, исследователь кафедры микробиологии Медицинской школы Ратгерса в Нью-Джерси и автор исследования. "Мы рассматриваем это как новый метод, который, как мы надеемся, ускорит разработку вакцины против многих нелеченых вирусных инфекций у людей и животных".

Этот метод называется вакциной против живого ослабленного ДНК-вируса, потому что он специально нацелен на ДНК—вирусы — такие как цитомегаловирус, ветряная оспа и простой герпес, которые размножаются путем создания копий своих молекул ДНК - и использует измененный ДНК-вирус для борьбы с ними. По словам исследователей, разработка метода, который может быстро и легко генерировать живые аттенуированные вирусы с дефектом репликации, ускорит разработку вакцин против заболеваний, вызываемых ДНК-вирусами.

Исследователи показали, что метод эффективен у мышей против нескольких ДНК-вирусов, включая цитомегаловирус человека, цитомегаловирус мыши и вирус простого герпеса 1 и 2.

"Одним из главных преимуществ нашей технологии является безопасность, обеспечиваемая надежным подавлением репликации вируса и тем, что вирусы-потомки не образуются", - сказал Джайджян. "Наша технология может быть легко применена к любому ДНК-вирусу для создания живых ослабленных вирусов с дефектом репликации для разработки вакцины".

Не все вирусы размножаются таким образом. Вирус COVID-19, SARS-CoV-2, например, известен как РНК-вирус, потому что он производит новые копии самого себя через свою РНК. Вакцины против COVID используют это в своих интересах. РНК, которая является сокращением от рибонуклеиновой кислоты, используется для построения белков при SARS-CoV-2.

Метод вакцинации против ДНК-вируса работает конкретно с ДНК-вирусами, потому что исследователи обрабатывают частицы цитомегаловируса, предназначенные для использования в вакцине, центанамицином. Это соединение известно как ДНК-связующее, потому что оно связывается с ДНК организмов, включая ДНК вирусов, блокируя размножение.

Команда надеется в конечном итоге протестировать этот метод на людях с целью лечения цитомегаловируса и других ДНК-вирусных инфекций.

По данным Центров США по контролю и профилактике заболеваний (CDC), цитомегаловирус является распространенным вирусом для людей всех возрастов. Иммунная система здорового человека обычно не дает вирусу вызвать болезнь. Однако заражение цитомегаловирусом может иметь серьезные последствия у пациентов с ослабленным иммунитетом и у пациентов, перенесших трансплантацию органов. Врожденная инфекция также является основной причиной врожденных дефектов у новорожденных.

Вирус распространяется через жидкости организма, включая кровь, слюну, мочу, сперму и грудное молоко. По данным CDC и Всемирной организации здравоохранения, примерно 50 процентов взрослых во всем мире были инфицированы цитомегаловирусом. Каждый третий ребенок в США заражается этим вирусом в возрасте до пяти лет.

Для эксперимента исследователи вырастили образцы цитомегаловируса в своей лаборатории, очистили их, а затем пропитали сентанамицином. После введения лабораторным мышам ослабленный вирус заражает клетки, но не распространяется. Со временем иммунная система мыши выработала достаточное количество антител, чтобы остановить вирус и устранить инфекцию.

Анализ подтвердил, что обработанные вирусные клетки не были токсичны для других клеток в организме мыши.

Исследователи продолжают тестировать метод на других важных с медицинской точки зрения вирусах, включая цитомегаловирус морской свинки в качестве модели для проверки эффективности вакцины на морских свинках, с намерением перейти к клиническим испытаниям для проверки эффективности метода на людях.