Нановакцины и как они работают с вирусами человека

Исследования показали, что наночастицы могут стать эффективным методом разработки новых вакцин, сообщается в news-medical.

Что собой представляют вакцины

Инфекционные заболевания являются основной причиной смерти. Вспышки вируса нанесли ущерб обществу во всем мире как в социальной сфере, так и в экономике. В первую очередь они вызываются ВИЧ, вирусом Зика, различными штаммами гриппа и, совсем недавно, новым коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2).

Вакцинация помогает бороться, контролировать и искоренять инфекционные заболевания, а также те болезни, от которых не существует эффективного лечения. С другой стороны, традиционные вакцины имеют ряд недостатков, таких как аутоиммунитет или тяжелые аллергические реакции, проблемы с производством и нестабильность вакцины.

Вакцины являются эффективным стимулятором иммунной системы, который помогает контролировать распространение многочисленных инфекционных заболеваний. Вакцины, состоящие из аттенуированных или инактивированных микробов или вирусов или их фрагментов, считаются одним из самых значительных достижений в области общественного здравоохранения во всем мире.

Какие есть альтернативы вакцинам

Для эффективного метода разработки новых вакцин начали широко изучаться нанотехнологические решения. Нанотехнология — это точный метод повышения специфичности и эффективности вакцин. Наноматериалы увеличивают количество дендритных клеток и запускают адаптивные иммунные реакции из-за своего небольшого размера. Наноматериалы также можно использовать в качестве адъювантов, иммуногенов или наноносителей для улучшения доставки антигена и ее продления. Белки, липиды, полимеры и неорганические частицы являются примерами наночастиц, которые могут стимулировать иммунную систему.

Нановакцины вызывают мощный иммунный ответ, позволяя контролировать или уничтожать болезни и сводить их распространение к минимуму. Они сделаны таким образом, что антиген может находиться снаружи или внутри наночастиц, что обеспечивает эффективное распределение. В результате инкапсулированный антиген труднее расщепить, а его высвобождение более жестко регулируется в области-мишени. Контролируемое высвобождение антигена предотвращает чрезмерную реакцию и устраняет необходимость в бустерных дозах.

Еще одним важным фактором, который следует учитывать при выборе вакцин, является способ доставки. Введение через слизистую оболочку недавно изучалось как альтернативный метод, и было показано, что он защищает поверхность слизистой оболочки от большинства инфекций.

Пероральный, интраназальный, ректальный и вагинальный пути введения были изучены для разработки вакцин, которые могли бы обеспечить слизистую и/или системную иммунную защиту. В отличие от других способов введения через слизистые оболочки, назальная вакцинация продемонстрировала сильную способность мобилизовать специфические антитела иммуноглобулина А (IgA), цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) и системный гуморальный ответ. 

Нановакцины меняют правила игры как в профилактической, так и в терапевтической медицине. Кроме того, нановакцины чрезвычайно полезны для профилактики и контроля инфекционных заболеваний. Эта эффективность связана с их размером, что облегчает их захват и удержание в лимфатических узлах. 

Хотя нановакцины все еще находятся на ранних стадиях разработки, их значение для текущей глобальной ситуации в области здравоохранения невозможно переоценить. Эти вакцины могут быть безопасными и эффективными в борьбе с инфекционными заболеваниями.

Как COVID-19 влияет на почки?

Хотя главной мишенью SARS-CoV-2 являются легкие, коронавирусная инфекция «‎бьет» по всем органам и системам организма. Почечная недостаточность и острое повреждение почек – одни из наиболее опасных осложнений COVID-19, сообщает ‎‎News Medical.

До недавнего времени было неизвестно, имеет ли инфекция непосредственное влияние на почки. Исследования показали, что SARS-CoV-2 поражает несколько типов почечных клеток, включая эпителиальные клетки проксимальных канальцев. Вирус напрямую заражает и разрушает клетки почек, хотя связанные с этой инфекцией молекулярные изменения все еще требуют изучения.

Острое повреждение почек (ОПП) может сопровождаться нарушением сосудистого тонуса почек и недостаточной циркуляцией крови, поражением клубочков и мелких почечных канальцев, образованием кристаллов и других препятствий в мочевыводящих каналах, мочевом пузыре, уретре. ОПП может быть тяжелым осложнением у пациентов с тяжелым течением COVID-19, требующим интенсивной терапии. Вирус инфицирует подоциты и канальцевый эпителий в почках, вызывая повреждение и фиброз лоханок, которые могут перерасти в хроническую болезнь почек (ХБП). 

Чтобы изучить прямое воздействие вируса на почки, ученые создали искусственную систему на основе человеческих плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Исследователи заразили почечные органоиды SARS-CoV-2. Так как экспериментальная система заведомо не подвержена почечной недостаточности или влиянию системных заболеваний, это позволило получить результат с возможностью однозначной интерпретации.

Инфекция SARS-CoV-2 вызывает повреждение клеток и активацию многочисленных профибротических сигнальных путей, которые опосредованы клеточными перекрестными помехами между инфицированным эпителием, подоцитами и интерстициальными фибробластами, сообщает News Medical.

Для следующего этапа исследования медики взяли образцы почечной ткани 62 пациентов с COVID-19. Нуклеокапсидный белок SARS-CoV-2 был обнаружен в цитоплазме эпителия проксимальных канальцев (PT), экспрессирующего ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), что согласуется с предыдущими исследованиями.

Фиброз — естественная реакция почек на любой тип повреждений. Но у пациентов  с COVID-19 показатель фиброзной ткани в разы превышает данные контрольной группы, соответствующей по возрасту, полу и сопутствующим заболеваниям. В почках пациентов с COVID-19 было значительно больше коллагена и внеклеточного матрикса, поэтому картина хронического поражения более выражена.

Исследование подтвердило, что поражения почек — не побочное осложнение, а результат непосредственного поражения органа COVID-19.

Коронавирус и вакцины: в ожидании новой нормы

В январе исполнилось два года с тех пор, как в США был зарегистрирован первый подтвержденный случай COVID-19. За это время были приняты меры, чтобы максимально контролировать вирус с помощью тестирования, ношения масок, социального дистанцирования, вакцин и других мер предосторожности. Несмотря на это, почти 850 тыс. человек в США умерли от COVID-19, сообщается в medicalxpress.

Станет ли жизнь в условиях пандемии новой нормой для всех в будущем? Или COVID-19 в конечном итоге будет искоренен? Хотя эксперты по инфекционным заболеваниям из клиники Мейо говорят, что у них нет хрустального шара для предсказаний, они ожидают, что в будущем все изменится.

«В настоящее время мы все еще находимся на одном из этапов пандемии — надеюсь, одном из последних, если не на последнем крупном этапе. Так что мы еще не совсем в новой нормальной фазе, но уже гораздо ближе к ней, – говорит доктор Джон О'Хоро, специалист по инфекционным заболеваниям клиники Мейо. По его словам, новая норма будет означать, что ковид станет эндемическим вирусом, подобным гриппу. И при всплеске заболеваний в определенное время года в некоторых местах будет требовать некоторых из тех мер, которые сейчас применяются против гриппа, таких как регулярная ревакцинация.

В периоды высокого риска передачи возможно возвращение некоторых из ограничений, к которым мы привыкли в течение двух лет, таких как ношение масок в определенных условиях, в зависимости от местной распространенности, окружающих штаммов и уязвимости  находящихся там людей. «Но мы надеемся, что эти всплески будут короче и реже, чем мы наблюдали в два года, пандемии», – сказал доктор О'Хоро.

Он уверен, что сохранится некоторая потребность в регулярных вакцинациях. Но это, вероятно, будет очень похоже на вакцинацию от гриппа, когда от разных штаммов требуются разные бустеры, чтобы предотвратить возвращение болезни.

«Вакцины остаются одним из лучших инструментов борьбы с вирусом. Всего за два года мы перешли от отсутствия какого-либо лечения или знаний об этом к созданию высокоэффективных вакцин, которые в значительной степени снижают количество госпитализаций, смертей и тяжелых заболеваний. Также они способствуют уменьшению распространения болезни. Вакцинация — наш самый быстрый путь прийти к новой норме. Мы видим, как этот вирус постепенно превращается в более сезонный вирус. Но при правильных мерах мы сможем жить с этим», - резюмировал специалист.

Как вернуться в спорт после перенесенного COVID-19

Людям, которые тяжело перенесли COVID-19, не следует посещать тренажерный зал без предварительного осмотра у своего врача, по данным Американского колледжа спортивной медицины, сообщает  medicalxpress.

Болезнь поражает организм таким образом, что это может быть тяжело для спортсменов, особенно если у них развивается «длительный» COVID, говорит доктор Мередит Тернер, эксперт семейной и спортивной медицины из Нассау, Багамы.

«Постоянные симптомы, включая кашель, учащенное сердцебиение в спокойном состоянии и сильную усталость, могут сохраняться от нескольких недель до месяцев после заражения COVID-19, — говорит Тернер. – Поражение сердца наблюдается примерно у четверти пациентов с тяжелым течением COVID-19».

Тяжесть болезни является признаком риска, с которым вы столкнетесь, возвращаясь к физической активности:

• Люди с низким уровнем риска — это люди моложе 50 лет, у которых не было симптомов или легкие симптомы исчезли в течение семи дней.
• Люди с умеренным риском — это те, кто не нуждался в госпитализации, но у них были симптомы усталости, продолжающиеся более семи дней, или у которых развилась длительная одышка или боль в груди.
• Пациенты из группы высокого риска нуждались в госпитализации или испытывали одышку или боль в груди в состоянии покоя или при выполнении простых домашних дел.

По словам Тернер, пациенты с умеренным или высоким риском должны пройти электрокардиограмму, прежде чем приступать к тренировкам. Некоторым также может потребоваться сдать анализы крови, чтобы увидеть, не пострадало ли их сердце от COVID.

Пациенты с COVID с низким уровнем риска должны отдыхать не менее 10 дней после постановки диагноза. Если у них не появятся симптомы в течение семи дней, они могут начать постепенно возвращаться к физической активности.

Пациенты с COVID, возвращающиеся к физическим упражнениям, должны подождать, пока они не смогут легко выполнять повседневную деятельность или пройти около трети мили по ровной поверхности, не испытывая чрезмерной усталости или одышки.

Но даже в этом случае им следует начинать медленно, ограничивая свою физическую активность легкими упражнениями продолжительностью не более 15 минут. По словам Тернера, спортсмены не должны заниматься силовыми тренировками или специальными спортивными упражнениями, пока они не проведут хотя бы две недели с минимальными нагрузками.

«Если возникают какие-либо тревожные симптомы, такие как боль в груди, сильная одышка или учащенное/ нерегулярное сердцебиение, спортсмена должен осмотреть лечащий врач и, возможно, направить к кардиологу или пульмонологу», — сказал Тернер.

Вакцина Sinovac не помогает от Omicron?

Сами по себе прививки Sinovac не помогают против широко распространенного варианта «Омикрон», показывает новое исследование, проведенное учеными из Йельского университета и Доминиканской Республики, сообщается в medicalxpress.

Миллионы людей во всем мире получили две прививки Sinovac, неактивной вакциной китайского производства, которая используется в 48 странах для снижения скорости передачи COVID-19.

Анализ сыворотки крови 101 человека из Доминиканской Республики показал, что штамм «Омикрон» не продуцировал нейтрализующих антител среди тех, кто получил стандартную двукратную схему вакцины Sinovac. Уровни антител против Omicron выросли среди тех, кто также получил повторную прививку мРНК-вакцины, произведенной Pfizer-BioNTech.

Но когда исследователи сравнили эти образцы с образцами сыворотки крови, хранящимися в Йельском университете, они обнаружили, что даже у тех, кто получил две прививки Sinovac и ревакцинацию, уровень антител был примерно таким же, как у тех, кто получил две прививки мРНК-вакцины, но не получил бустер. В других исследованиях было показано, что двукратная схема введения мРНК без бустерной вакцины обеспечивает лишь ограниченную защиту от «Омикрона».

Кроме того, исследователи обнаружили, что люди, которые были инфицированы более ранними штаммами вируса SARS-Cov-2, имели слабую иммунную защиту от «Омикрона».

Полученные данные, вероятно, осложнят глобальные усилия по борьбе со штаммом Omicron, который вытеснил более опасный, но менее заразный штамм Delta в качестве наиболее распространенного циркулирующего вируса в большей части мира. Дополнительная повторная прививка, а возможно и две, явно необходима в районах земного шара, где вакцина Sinovac была основным источником вакцинации.

«Бустерные прививки явно необходимы для этой группы населения, потому что мы знаем, что даже две дозы мРНК-вакцины не обеспечивают достаточной защиты от заражения «Омикроном», — сказал Акико Ивасаки, профессор иммунобиологии имени Вальдемара фон Зедтвица.

Исследователи говорят, что борьба с Omicron оказалась особенно проблематичной, потому что он обладает 36 мутациями в шиповидных белках на своей поверхности, которые вирус использует для проникновения в клетки. Существующие мРНК-вакцины разработаны таким образом, чтобы вызывать реакцию антител при распознавании белков-шипов.

Однако Ивасаки подчеркнул, что у иммунной системы человека все еще есть другое оружие, которое она может использовать против COVID-19, например Т-клетки, которые могут атаковать и убивать инфицированные клетки и предотвращать тяжелые заболевания.