Зубная нить может стать новым методом доставки вакцины

Исследователи продемонстрировали новый метод введения вакцины на животных, используя зубную нить для введения вакцины через ткани между зубами и деснами. Испытания показали, что новый метод стимулирует выработку антител на слизистых оболочках, таких как слизистая оболочка носа и лёгких. Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.

«Слизистые оболочки важны, поскольку они являются источником проникновения патогенов, таких как грипп и COVID», — говорит соавтор исследования профессор Харвиндер Сингх Гилл из Университета штата Северная Каролина. «Однако при введении вакцины путём инъекции антитела в основном вырабатываются в кровотоке по всему организму, и относительно небольшое их количество вырабатывается на поверхности слизистых оболочек».

«Но мы знаем, что при введении вакцины через слизистую оболочку выработка антител стимулируется не только в кровотоке, но и на поверхности слизистых оболочек», — говорит Гилл. «Это повышает способность организма предотвращать инфекцию, поскольку появляется дополнительная линия защиты от антител, прежде чем патоген проникнет в организм».

Здесь вступает в дело соединительный эпителий. Термин «эпителий» относится к ткани, выстилающей поверхность органов и тканей, таких как слизистая оболочка лёгких, желудка и кишечника. Большинство эпителиальных тканей представляют собой надёжные барьеры, предназначенные для предотвращения попадания в кровоток вредных веществ – от вирусов до грязи. Но соединительный эпителий отличается.

Эпителий соединения – это тонкий слой ткани, расположенный в самой глубокой части зубодесневого кармана между зубом и десной. Он не обладает барьерными свойствами, присущими другим эпителиальным тканям. Отсутствие барьера позволяет эпителию соединения высвобождать иммунные клетки для борьбы с бактериями. Эти клетки находятся в слюне, а также в межзубном пространстве между зубами и деснами.

«Поскольку соединительный эпителий более проницаем, чем другие эпителиальные ткани, и представляет собой слизистый слой, он представляет собой уникальную возможность для введения вакцин в организм таким образом, чтобы стимулировать повышенную выработку антител в слизистых слоях организма», - сказал Гилл. 

Чтобы определить эффективность доставки вакцин через соединительный эпителий, исследователи нанесли вакцину на невощеную зубную нить, а затем почистили зубы лабораторных мышей этой нитью. В частности, исследователи сравнили выработку антител у мышей, которым вводили пептидную вакцину против гриппа посредством чистки соединительного эпителия зубной нитью, через носовой эпителий или путем нанесения вакцины на слизистую оболочку под языком.

«Мы обнаружили, что введение вакцины через соединительный эпителий вызывает гораздо более выраженный иммунный ответ на слизистых оболочках, чем существующий золотой стандарт вакцинации через ротовую полость, который предполагает размещение вакцины под языком», — говорит соавтор исследования Рохан Ингроул из Техасского технологического университета. «Техника использования зубной нити также обеспечивает сопоставимую защиту от вируса гриппа по сравнению с вакцинацией, вводимой через носовой эпителий».

«Это чрезвычайно многообещающе, поскольку большинство вакцинных формул невозможно ввести через носовой эпителий — барьерные свойства этой слизистой оболочки препятствуют эффективному усвоению вакцины», — говорит Гилл. «Интраназальное введение также может привести к попаданию вакцины в мозг, что может представлять угрозу безопасности. Однако вакцинация через соединительный эпителий не несёт такого риска. Для этого эксперимента мы выбрали одну из немногих формул вакцины, которая действительно подходит для назальной доставки, потому что мы хотели сравнить доставку через соединительный эпителий с оптимальным вариантом назальной доставки».

Исследователи также проверили эффективность метода доставки через соединительный эпителий для трёх других известных классов вакцин: белков, инактивированных вирусов и мРНК. Во всех трёх случаях метод доставки через эпителиальный эпителий обеспечивал устойчивый гуморальный ответ в кровотоке и на слизистых оболочках.

Исследователи также обнаружили, что, по крайней мере в экспериментах на животных, не имело значения, употреблялась ли пища и вода сразу после чистки зубов с вакциной — иммунный ответ был одинаковым.

Но хотя обычная зубная нить служит адекватным способом введения вакцины лабораторным мышам, исследователи понимают, что просить людей держать в пальцах зубную нить, покрытую вакциной, непрактично. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали зубную нить. Зубная нить представляет собой отрезок нити, натянутый между двумя зубцами, который можно держать за ручку.

В частности, исследователи покрыли зубную нить флуоресцентным пищевым красителем. Затем исследователи отобрали 27 участников исследования, объяснили концепцию нанесения вакцины с помощью зубной нити и попросили их попытаться нанести пищевой краситель на эпителиальное соединение с помощью зубной нити.

«Мы обнаружили, что около 60% красителя осело в десневом кармане, что позволяет предположить, что использование зубной нити может быть практичным методом доставки вакцины к эпителиальному соединению», — говорит Ингроле.

«Мы с оптимизмом смотрим на эту работу и — в зависимости от наших результатов — можем перейти к клиническим испытаниям», — говорит Гилл.

Хотя еще предстоит ответить на множество вопросов, прежде чем рассматривать возможность клинического применения метода использования зубной нити, исследователи полагают, что помимо улучшенного ответа антител на слизистых оболочках он может иметь и существенные преимущества.

«Например, вакцину будет легко вводить, и это развеет опасения многих людей по поводу вакцинации с помощью игл», — говорит Гилл. «И мы считаем, что этот метод должен быть сопоставим по стоимости с другими методами вакцинации».

Есть и недостатки. Например, этот метод не подходит для младенцев и детей младшего возраста, у которых ещё нет зубов.

«Кроме того, нам необходимо больше узнать о том, будет ли этот подход эффективен и эффективен ли он для людей с заболеваниями десен или другими инфекциями полости рта», — говорит Гилл.