Иммунитет крупного рогатого скота: практический подход к иммунологии и вакцинологии

СОСТАВ ВАКЦИН

• м | . ‘ > Os

• Аттенуация микроорганизма может быть достигнута традиционным методом серийных пассажей т aie (или в неприродном хозяине), когда в процессе субкультивирования Racal cellel sake, Е ВЕН В результате возникает вариант патогена, который более адаптирован к росту in vitro. Аттенуированный патоген может иметь пониженную способность к размножению и/или экспрессии факторов вирулентности в организме целевого животного.

• Инкубация микроорганизма мутагенными агентами — еще одна стратегия получения аттенуированных микроорганизмов с измененной способностью либо инфицировать клетки хозяина, либо размножаться при температуре целевого животного (температурочувствительные мутанты).

• Более специфическим методом аттенуации является генетическая инженерия патогена путем делеции генов, кодирующих соответствующие факторы вирулентности микроорганизма или участвующих в катаболизме нутриентов. Этот тип вакцинного антигена считается ГМО.

P

• Одним из недостатков при разработке живых аттенуированных вакцин является стабильность антигена, что обычно требует сублимационной сушки вакцины для сохранения ее жизнеспособности. .

• Другим недостатком живых вакцин является риск того, что аттенуированный микроорганизм может вернуться к генотипу патогена в организме целевого животного вследствие генетической рекомбинации с естественными патогенами или единичных мутаций, приобретенных после вакцинации, которые могут привести к восстановлению активных генов.

• =m Наконец, живые вакцины могут содержать адвентивные агенты (вирусы или бактерии) в качестве нежелательных микроорганизмов, которые могут вызывать инфекции и/или мешать иммунному ответу на вакцину.

антигена и введение бустеров. В состав большинства инактивированных вакцин входят адъюванты для повышения иммуногенности антигенов.

Пораженные цельные микроорганизмы

Антиген представляет собой цельный микроорганизм (вирус, бактерию или простейшее), инактивированный химическими (например, формальдегидом, перекисью водорода, бинарным этиленимином) или физическими (например, теплом, облучением) методами. Цельный инактивированный микроорганизм должен сохранять правильный антигенный размер и структуру для эффективногозахвата дендритными клетками и отображения естественных ПАМО. Однако метод инактивации может изменять структуру защитных иммуногенных компонентов антигена (эпитопов) и ПАМО, влияя на иммуногенность и взаимодействие с РРО, соответственно.

Субъединичные вакцины

Антиген представляет собой фракцию (т. е. экстракт поверхностных белков) или очищенный белок патогена. Очищенные белки можно получить непосредственно из

патогена или произвести методом генной инженерии (в виде рекомбинантных белков) в гетерологичном микроорганизме (бактерии или эукариотической клетке). Достижения в области геномики и биоинформатики позволили использовать обратную вакцинологию как метод in silico для выявления потенциальных антигенов, основанный на функции гипотетических белков, выведенных из последовательности генома патогена. Отобранные белки далее анализируются с помощью биоинформатического программного обеспечения для подтверждения наличия иммуногенных эпитопов, которые могут презентироваться ТКР и ВКР. Наконец, потенциальный цельный белок или пептид продуцируется и очищается в рекомбинантной форме.

Продукция рекомбинантных белков в качестве антигенов является особенно удачным решением, если патоген не может эффективно расти in vitro; например, это целесообразно в случае более сложных патогенов, таких как простейшие. Рекомбинантные белки также можно с относительной легкостью продуцировать в больших количествах и с высокой степенью чистоты.

ИНСТРУМЕНТА. ВАКЦИНЫ © ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСНОВНОГО ИММУНОЛОГИЧЕСКОГО

ТАБЛИЦА 1. Классификация и характеристики вакцин на основании природы антигенного компонента.

ДНК-вакцины

ДНК-вакцины содержат нереплицирующуюся молекулу ДНК с геном (генами), который кодирует антигенный белок (белки). При введении вакцины молекула ДНК захватывается клетками целевого животного, и в них т situ временно продуцируется антиген; иммунная память формируется в результате иммунного ответа.

Основные недостатки ДНК-вакцин те же, что и у субъединичных вакцин. Другим недостатком является возможное встраивание в геном животного молекулы ДНК, обладающей потенциальными опухолегенными свойствами.

АДЪЮВАНТЫ

Как объяснялось выше, адъюванты — это вещества, которые могутусиливать способность вакцинного антигена генерироватьиммунный ответ (его иммуногенность).Обычно адъюванты требуются для инактивированных вакцин, поскольку живые аттенуированные микроорганизмы сохраняют естественные свойства, участвующие в стимуляции врожденной иммунной системы.

Функции адъювантов:

• и усиление рекрутмента клеток врожденного иммунитета в месте инъекции (в основном дендритных клеток).

• и улучшение захвата антигена дендритными клетками в месте инъекции.

• Использование^{вакцин,основанныхнауникальномединственномрекомбинантномбелкевкачестве} антигена, не может обеспечить защиту от заболеваний, вызванных сложными микроорганизмами, такими как бактерии или простейшие, которые имеют множество факторов вирулентности, участвующих в их патогенезе. Исключение составляют случаи, когда болезнь вызвана токсемией, в этом случае основными факторами вирулентности являются токсины.

Другим недостатком субъединичных вакцин является слабый иммуноген из-за потери физических т ь свойств исходного микроорганизма: например, размера, формы, организации поверхностных молекул в повторяющиеся структуры, состояния частиц и отсутствия ПАМО.

СОСТАВ ВАКЦИН

• и потенцирование созревания дендритных клеток путем усиления экспрессии ГКГС, ко-стимулирующих молекул и цитокинов, а также миграции в дренирующий лимфоузел.

• и продление персистенции антигена и обеспечение

Носители могут обладать свойствами, которые заставляют растворимые антигены объединяться в частицы такого — размера, который обеспечивает более эффективный захват дендритными клетками. Вот некоторые примеры носителей:

Все эти функции направлены на потенцирование которыйнепр о нленноеобходимо веды дляиммунногоусиленияк формированиюадаптивногоответа на и имунологическойиммунноговакцинацию,ответа,что памяти. Адъюванты могут влиять на характер CD4 Th, CD8 Т-клеточных или В-клеточных ответов, воздействуя на ко-стимулирующие сигналы и цитокины дендритных клеток причем некоторые адъюванты селективно стимулируют специфические ТВ-ответы (т. е. Th, Th2 или Th17).

A дъюванты можно классифицировать в соответствии с их функциями как носители или иммуностимуляторы (таблица 2).'°'' Выбор конкретного адъюванта для создания вакцины зависит от природы вакцинного антигена и типа желаемого Тй-ответа.

Структуры, в которых антиген

• = инкорпорирован внутри или на поверхности ии ntПолимерныеMCIIOA). (синтетические наносферы или сферы, микросферы состоящие излипидного (синтетические сферы из полимеров, таких как сополимер молочной

• КИСЛОТЫ И ГЛИКОЛевой Кислоть).

• и ИСКОМ (иммуностимулирующие комплексы, содержащие сапонины, липиды и холестерин).

• и Вирусоподобные частицы (ВПЧ) (инертные капсиды вирусов, без ДНК/РНК вируса, производимые с помощью генной нев иЕ в качестве вектора для отображения антигенного белка).

• и Бактериальные «тени» (пустые клеточные оболочки, полученные от грамотрицательных бактерий, на поверхности которых отображается антиген).

Эмульсии

Носители

Эта группа адъювантов действует как агенты доставки антигена, предназначенныедля оптимальной презентации антигена иммунной системе.

Носители особенно необходимы для небольших растворимых антигенов, таких как мономерные белки (рекомбинантные белки или белковые экстракты), которые, какправило, слабоиммуногенныпо сравнению с частицами или агрегатными антигенами. ОИ

• Состоят из двух несмешивающихся жидкостей, где одна жидкость образует маленькие капли, диспергированные в другой и стабилизированные слоем поверхностноактивного вещества. и Эмульсии типа «вода в масле» (В/М), в которых капли воды (содержащие антиген) диспергированы в непрерывной масляной фазе.

• и Эмульсии типа «масло в воде» (M/B), формируемые из капель масла, дисперсированных в водной фазе, где антиген локализован в водной фазе.

• m Эмульсия типа «вода-в-масле-в-воде» (B/M/B), в которой капли масла, содержащие внутренние водные капли, дисперсированы в непрерывной водной фазе, при этом антиген содержится в обеих водных фазах.

ТАБЛИЦА 2. Классы адъювантов в соответствии с механизмами их действия.