Эффективное оружие в борьбе с менингококком

Менингит, то есть воспаление оболочек мозга, - это тяжелое заболевание, чреватое летальным исходом. Вызываться оно может и вирусной, и бактериальной инфекцией. Причем хотя вирусный менингит в большинстве случаев вообще не поддается медикаментозному лечению, более опасным все же считается менингит, вызванный бактериями - такими как Haemophilus influenzae или Neisseria meningitidis. Это связано с тем, что данные виды микроорганизмов (особенно второй, именуемый менингококком) нередко являются причиной довольно массовых эпидемий менингита с высокой смертностью - прежде всего, в африканских странах к югу от Сахары. Жертвами этих эпидемий становятся, как правило, дети.

Правда, в арсенале медиков сегодня уже имеются и вакцины, но они эффективны лишь против того менингита, что вызывается бактериями вида Haemophilus influenzae. Что же касается менингококков, то тут дело обстоит намного сложнее. Существующие на сегодняшний день вакцины способны вызвать иммунитет не ко всем, а только к некоторым штаммам - вернее, серотипам - менингококка. И вот теперь группе немецких химиков удалось добиться определенного успеха на пути к созданию универсальной вакцины против этого вида бактерий.

Бактериальные полисахариды из пробирки

Дело в том, что основным компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий, а значит, и менингококка, служат особые макромолекулы - смешанные биополимеры, так называемые липополисахаридные комплексы, состоящие из полисахаридной части и липидного остатка . Именно эти структуры и являются антигеном для организма, инфицированного менингококком, именно они и вызывают иммунный ответ. Для разработки вакцины, то есть для получения антител, способных связываться с данным антигеном и тем самым подавлять данные патогенные бактерии, микробиологам необходимо сперва культивировать эти самые бактерии в питательной среде, а затем изолировать из их клеточных мембран полисахариды. Но это удается далеко не всегда, и тогда на помощь приходят химики, говорит профессор Петер Зебергер (Peter Seeberger), руководитель отдела биомолекулярных систем Института по изучению коллоидов и граничных поверхностей Общества имени Макса Планка в Потсдаме.

"Существует немало патогенов, - объясняет он, - которые не поддаются биотехнологическому культивированию. Но даже если бактерию и удается вырастить в питательной среде, это не значит, что она "готова поделиться" с исследователями своими полисахаридами. Или, по крайней мере, их часто не получается изолировать в чистом виде. У нас же, у химиков - в отличие от микробиологов - таких проблем нет. В принципе, мы может синтезировать любую молекулу".

Мишень - все пять штаммов менингококка

Но это - "в принципе". На практике же задача решаема, только если молекула не слишком большая и сложная. А искусственно воспроизвести в лаборатории целиком всю структуру менингококкового липополисахаридного комплекса пока не под силу ни одному химику. Поэтому профессор Зебергер и его коллеги пошли иным путем: "Мы сосредоточили наши усилия на самой внутренней части длинных полисахаридных цепочек, отходящих от бактерий. Просто потому, что эти участки молекулы у многих бактерий идентичны, и это дает надежду, что таким образом удастся создать структуру, эффективную в отношении всех пяти штаммов менингококка. Включая и те, против которых сегодня вакцины нет".

Та же самая структура полисахаридов присуща и многим другим бактериям, например, сальмонеллам и хламидиям. То есть работа потсдамских ученых теоретически может послужить основой для разработки новой вакцины очень широкого спектра действия. Однако на этом пути исследователям пришлось преодолевать немало трудностей. Даже тот небольшой фрагмент молекулы полисахарида, который интересует профессора Зебергера, хоть и состоит всего из четырех элементов, очень трудно поддается синтезу: "В данном случае мы не могли положиться на то, что природа обеспечит нас исходными сахарами, - говорит ученый. - Поэтому мы берем за основу мономеры, то есть линейные цепочки, сводим их концы вместе так, что образуется кольцевая структура, и сшиваем, связываем эти кольца в нужную нам молекулу".

На редкость многообещающая молекула

Все это даже звучит непросто, а уж реализация такого "марафонского" синтеза на практике и вовсе потребовала от химиков изрядной изобретательности: каждый шаг процесса, каждая реакция должны начинаться и заканчиваться в строго определенный момент времени, образуя нужную связь в нужной точке. Полученный продукт - невзрачный белый порошок - и является исходным сырьем для будущей вакцины против менингококка. Первые эксперименты на животных уже начались. Профессор Зебергер поясняет: "Иммунный ответ был очень сильным. Исходя из уже имеющихся результатов, могу сказать, что мы настроены чрезвычайно оптимистично. Похоже, нам действительно удалось синтезировать на редкость многообещающую молекулу".

К этой молекуле уже проявили живой интерес фармацевтические компании западных стран, а также Индии. Правда, до клинических испытаний на людях дело дойдет не раньше, чем года через два, да и сами эти испытания займут несколько лет. Зато итогом этой работы (в случае ее успеха) станет первая в мире вакцина, полученная не биотехнологическим, а чисто химическим путем. Пусть этот метод сложнее, чем использование биореактора, зато он позволяет получать совершенно новые субстанции для разработки вакцин. "В принципе, синтез может обходиться очень дорого, - говорит профессор Зебергер, - но не следует забывать о том, что для большого количества вакцины потребуется очень мало исходного вещества. В итоге расходы на производство составят в расчете на пациента от 50 центов до 1 евро. По-моему, это весьма умеренная цена за победу над страшной болезнью".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман