Александр Суворов, член-корреспондент РАН: Сохраняя традиции - к новой съедобной вакцине

В начале этого года стало известно о создании необычной съедобной вакцины на основе пробиотиков. Идея принадлежит команде ученых из старейшего Института экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге, где впервые в мире была созданы вакцина от полиомиелита и живая вакцина от гриппа. В начале XX века ученые из ИЭМ создавали препараты, которыми лечили больных чумой. В архивах музея ИЭМ можно найти сохранившиеся исторические документы, в которых описана история создания «Особой лаборатории ИЭМ по заготовлению противочумных препаратов». Она получила известность как «Чумной форт» (форт Император Александр I, расположенный на искусственном острове в Финском заливе). Здесь 20 врачей-эпидемиологов, рискуя собственными жизнями, создавали противочумную вакцину. Неудивительно, что с приходом новой коронавирусной инфекции ученые ИЭМ незамедлительно включились с борьбу за здоровье россиян. Когда ждать новую съедобную вакцину? И в чем ее преимущество? Рассказывает автор идеи, руководитель отдела молекулярной микробиологии и лаборатории молекулярной генетики патогенных микроорганизмов ИЭМ, член-корреспондент РАН Александр Суворов.

− Александр Николаевич, расскажите об уникальной разработке съедобной вакцины. Как пришла в голову эта идея? На каком этапе находятся исследования?

− Идея создать мукозальную вакцину от коронавируса возникла сразу после сообщения о начале эпидемии. Многие почему-то обвиняют китайцев в том, что они скрывали факт начала эпидемии. Но, между тем, достаточно быстро в базах данных появилась информация о нуклеотидной последовательности нового вирусного возбудителя. Уже тогда мы поняли, что те разработки, основанные на использовании пробиотиков в качестве платформы для создания вакцины, которые велись в Институте экспериментальной медицины ранее, можно применить и для борьбы с SARS-CoV-2.

Исторически в нашем отделе молекулярной микробиологии, основателем которого был академик Российской академии наук Артем Акопович Тотолян, долгое время занимались различными грамположительными микроорганизмами, в частности стрептококками. В дальнейшем, когда сфера наших интересов расширилась, стало очевидно, что очень важно понимать специфику не только патогенных микроорганизмов, на которых мы специализировались всегда, но и полезных микроорганизмов. В начале 2000-х мы изучили целый ряд бактериальных штаммов пробиотиков, относящихся к кисло-молочным бактериям, исследовали геном полезных бактерий. Мы выделили бактериальный штамм, который традиционно еще в Советском Союзе использовался как пробиотик в профилактических продуктах с витаминными свойствами − Enterococcus faecium L3. Оказалось, что этот штамм обладает целым рядом уникальных, полезных для человека свойств. Он может уничтожать вредные бактерии и вирусы, что особенно нас удивило.

Мы долгое время перепроверяли наши результаты, чтобы убедиться, действительно ли есть противовирусная активность. Данные подтвердились, как и способность штамма воздействовать на иммунную систему человека.

К 2010 году, имея данные полногеномного секвенирования бактериального штамма, возникла идея использовать его в качестве исходного бактериального штамма для создания вакцин. Надо сказать, что идеология изготовления новых вакцинных препаратов в настоящее время претерпевает драматические изменения. В определенный момент развития человечество успокоилось. Был разработан календарь прививок, в нашем арсенале появились всевозможные антибиотики.  Казалось, что с этим набором мы легко противостоим любой инфекционной патологии. Между тем, XXI век поразил всех резким ростом сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также ростом заболеваний иммунопатологического и метаболического свойств. Человеческая раса стала неожиданно быстро набирать вес. А диабет второго типа начинает охватывать огромные контингенты населения. Всё это − часть так называемого метаболического синдрома. И что с этим делать, непонятно. Поскольку решать эти проблемы и новые вызовы с помощью лекарственных препаратов не получается.

А повсеместное использование антибиотиков привело к тому, что мы создали «монстра» − огромное количество бактериальных штаммов, несущих так называемую множественную лекарственную устойчивость. Мультирезистентные бактериальные штаммы оказались настолько «вооруженными до зубов», что нечем стало от них отбиваться. Формула «удали и убей патогена» больше не работает. 

Поэтому мы стали искать новые подходы для восстановления микробиоты и предложили использовать пробиотики для борьбы с вредными бактериями. И когда вновь возникла инфекционная угроза, мы решили использовать пробиотики как платформу для создания антивирусных и антибактериальных препаратов. Нам удалось модифицировать бактериальный штамм, введя в его геном гены патогенных бактерий. Таким образом, мы создали несколько вариантов пробиотика, который экспонирует гены патогенных стрептококков и пневмококков. Эксперименты на лабораторных животных показали, что мукозальные вакцины эффективны. В нашем случае получается некий пробиотический продукт со вкусом ряженки или кефира, который защищает от конкретного патогена вне концепции лекарственной устойчивости.

Это совершенно новый подход, основанный на создании таргетных вакцин, которые направлены не против конкретного патогенного вида, а против конкретного штамма, который вызывает заболевание. Это особенно актуально в силу последних данных о том, что собственные микроорганизмы могут вызвать тяжелые инфекционные заболевания у пациента.

У каждого из нас своя микробиота. И то, что действует на одного − не будет действовать на другого.

То же самое характерно и для реакции организма на встречу с новой коронавирусной инфекцией. Используя мукозальную вакцину, мы обучаем иммунную систему бороться с конкретным возбудителем.

− На основе чего велись разработки ранее?

− Первым вирусным объектом стал вирус гриппа. Мы вставляли различные участки вируса гриппа для ответа иммунной системы против конкретных вирусных белков. Был создан целый ряд так называемых вакцинных кандидатов против разных штаммов вируса гриппа с разными серологическими особенностями. Преимущество такого рода пробиотического продукта заключается в том, что, единожды создав бактериальный штамм, мы очень быстро можем его масштабировать. Проще говоря, производство можно запустить на любом молочном заводе.

В случае с препаратом против коронавируса наш бактериальный штамм преобразовался в пищевой кисломолочный продукт. Но его можно создавать и в виде капсул, в виде спреев или пастилок.

Думаю, что данный подход по созданию пищевых вакцин с использованием пробиотиков можно считать очень перспективным, поскольку он простой, понятный и безопасный.

Потребляя препарат в процессе питания, мы сразу тренируем организм и защищаем от инфекции. В случае с коронавирусом это особенно ценно, поскольку основным из путей проникновения патогена считается желудочно-кишечный тракт.

− На каком этапе создания находится данный препарат?

− Пока мы продолжаем конструировать препарат для последующих клинических исследований. Поскольку сам вирус меняется очень быстро, мы создаем сразу несколько разных вариантов, анализируя выработку специфического иммунного ответа. Сейчас испытания ведутся на лабораторных животных − мышах − на предмет адаптивного иммунного ответа, то есть выработки антител и клеточного иммунного ответа.

− Есть ли интерес со стороны государства к вашей разработке?

− Поддержка в основном связана с финансированием Научного центра мирового уровня. Но этого недостаточно для проведения полномасштабных клинических исследований. Сейчас мы ищем коммерческих партнеров, которые могли бы выделить средства на проведение экспериментов по протективности. Поскольку, к сожалению, не везде можно работать с реальным вирусом.