Tyrėjams, tiriantiems Laimo ligą, svarbiausias prioritetas yra patenkinti nepatenkintą vakcinos poreikį, kuris kiekvienais metais užkrečia apie 476 000 žmonių JAV ir gali susidurti su sunkiomis komplikacijomis, tokiomis kaip nuolatinis nuovargis ir sąnarių problemos. Vakcinų kūrėjai priartėjo prie sėkmės, tačiau jokia skiepo iš žmonių dar nebuvo komerciškai perspektyvi.
Po dešimtmečių bandymų ir klaidų atsiranda žadantis naujas taikinys – Laimo bakterijų baltymas CSPZ, kurį bakterijos naudoja siekdama išvengti kūno imuninės sistemos nustatymo. CSPZ pirmą kartą atsirado kaip kandidatas, kol mokslininkai ieškojo baltymų, kurie evoliuciškai būtų išsaugoti skirtingose Laimo bakterijų padermėse ir taip sukelia plačią apsauginį atsaką.
„Mes metų metus žinojome, kad CSPZ bus idealus vakcinos taikinys, nes jis yra gausus infekcijos metu, tačiau iššūkis buvo tas, kad natūralioje formoje baltymai nesukelia stipraus imuninio atsako“,-teigė Yi-Pin Lin, infekcinių ligų ir pasaulinės sveikatos docentas Cummings Veterinarinės medicinos mokykloje Tufts universitete.
„Norėdami tai apeiti, mums reikėjo sukurti baltymų struktūrą, kad atskleistume paslėptus regionus, kad imuninė sistema galėtų atpažinti ir į ją efektyviai reaguoti.”
Prireikė kelių bandymų, tačiau Lin ir jo bendradarbiai nustatė specifinius CSPZ genetinio kodekso pakeitimus, kad sukurtų inžinerinį baltymą, kuris sukėlė tvirtą imuninį atsaką ikiklinikiniuose pelių tyrimuose.
Turėdami šią sėkmę ir pamatę, kad pelės ir žmogaus imuninės ląstelės panašiai reaguoja į modifikuotą CSPZ baltymą-suteikiančios vilties, kad tai gali perduoti pacientams-tyrėjai dabar norėjo naudoti trimatį vaizdą, kad geriau suprastų, kaip veikia jų naujas vakcinos taikinys.
Naujausias jų tyrimas, pasirodantis žurnale Gamtos ryšiaiparodo, kad modifikuotas CSPZ sukelia imuninį atsaką, nukreiptą į CSPZ baltymo eksponuotą „Achilo kulną“.
Paprastai vietinis CSPZ išlieka paslėptas nuo imuninės sistemos, prisijungdamas prie molekulių, atsakingų už pavojingų bakterijų ar parazitų aptikimą, todėl ji neprieinama prie imuninės gynybos.
Tačiau modifikuotas CSPZ moko imuninę sistemą gaminti antikūnus, kurie atpažįsta pakitusią CSPZ regioną, todėl šeimininko baltiems kraujo kūneliams yra daug lengviau rasti ir pašalinti Laimą ligą sukeliančias bakterijas.
„Tai, ką mes taip pat nustatėme kuriant struktūrą, yra tai, kad galėtume toliau modifikuoti CSPZ, kad molekulė būtų stabilesnė kūno temperatūroje“,-sakė Lin, kuris yra atsakingas tyrimo autorius.
„Tai leidžia inžineriniam CSPZ baltymui ilgiau išlikti organizme, kad būtų skatinamas nuolatinis apsauginių antikūnų gamyba, o tai žymiai sumažina, kiek vakcinų stiprintuvo reikia šūvių.”
Darbui vadovavo tarptautinė ekspertų komanda, įskaitant Liną Tufto universitete; Maria Elena Bottazzi ir Wen-Hsiang Chen iš Teksaso vaikų ligoninės vakcinų plėtros centro, Baylor medicinos koledže; Ching-Lin Hsieh, buvęs Teksaso universitete; ir Kalvis Brangulis Latvijos biomedicinos tyrimų ir studijų centro bei Rygos Stradins universitete.
Tyrėjai planuoja ištirti keletą patentuotos vakcinų strategijos nuo Laimo ligos programų. Tai gali apimti bendradarbiavimą su komerciniais partneriais kuriant saugių tyrimų ir inžinerinių CSPZ baltymų vakcinų platformų plėtrą atliekant klinikinius žmogaus klinikinius tyrimus arba imunizuojant natūralias laukinių, baltos kojos pelių populiacijas, gabenančias bakterijas, kurios erkės perkeliamos į užkrečiamus žmones.
„Vakcinų vystymasis yra labai ilgas procesas, o kai mes atliekame eksperimentus, 90% laiko jie neveikia“, – sakė Lin.
„Tačiau skiepyti yra geriau nei neturėti vakcinos, todėl turėdami bendradarbius, kurie mato problemas skirtingai, padėjo mums įveikti iššūkius kiekviename žingsnyje.”