История иммунной системы

Растительные вакцины

Лишь немногие люди знают, что существуют вакцины для растений, которые усиливают и поддерживают известные иммунные функции. Так, например, с использованием растительных биотехнологий разработаны РНК-вакцины против возбудителей болезней, которые предназначены для защиты важных продовольственных культур. Точнее говоря, эти вакцины созданы на базе миРНК. Вы еще помните этот продукт расщепления вирусной РНК, который возникает, когда вирусы пытаются использовать инфраструктуру клетки-хозяина, чтобы размножить собственный генетический материал на клеточной фабрике белков? В лабораторных условиях миРНК оптимизируется, чтобы можно было точнее нацелить белки-аргонавты атакованной клетки на вирусную РНК. После этого аргонавты обезвреживают генетический материал возбудителя[19]. Такие вакцины могут уже в самом скором времени найти применение в борьбе с различными возбудителями заболеваний растений, например с вирусом полосатчатости кукурузы, вирусом желтой пятнистости риса и различными мозаичными вирусами.

Другие вакцины основываются на нанобиотехнологиях. Они защищают виноград от вирусных заболеваний, которые способны причинить виноделам огромный экономический ущерб. Так, представители семейства неповирусов могут вызвать хлороз винограда. При этом повреждаются сосуды растений и разрушается хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Листья деформируются, желтеют и отмирают. Появление новых листьев весной запаздывает, их рост идет медленнее, а урожайность резко снижается. Поскольку речь идет о распространенном по всему миру заболевании виноградной лозы, прикладная наука усиленно занята оптимизацией вакцин, которые уже в скором времени могут оказаться в распоряжении виноделов.

Существуют не только вакцины для защиты растений, но и вакцины, добываемые из растений для защиты людей от инфекционных заболеваний. Многие не слышали о том, что к моменту выхода этой книги в апреле 2022 года растительная вакцина от COVID-19 уже проходит третий и последний этап клинических испытаний. Речь идет о вакцине, получившей название CoVLP, которая была разработана канадской фирмой Medicago совместно с британским фармацевтическим концерном GlaxoSmithKline.

Метод ее получения основывается на том, что генетическая информация вирусных антигенов против SARS-CoV-2 с помощью вирусов и бактерий внедряется в растения рода Nicotiana — сорт дикого табака, произрастающий в Австралии. Внедрение генетической информации коронавируса в растения приводит к тому, что в листьях начинают вырабатываться антигены, которые можно извлекать с помощью биотехнологий. В данном случае табак выращивается не для курения, а для получения лекарства.

На выходе получается вирусоподобная вакцина растительного происхождения. Это значит, что белковые структуры, образованные в листьях табака, настолько похожи на коронавирус, что после прививки вызывают у человека иммунный ответ, способный защитить его от COVID-19. В силу большого сходства наша иммунная система путает частицы этой вакцины с возбудителем. Они содержат важные поверхностные структуры коронавируса, в том числе белковый шип, но внутри у них ничего нет. Поэтому они и называются вирусоподобными.

Добытые с помощью биотехнологий вирусоподобные частицы не содержат никакого генетического материала — ни ДНК, ни РНК. Их можно представить себе как пустые оболочки коронавируса растительного происхождения. По данным Medicago, выращивание вирусоподобных протеиновых структур в растениях позволяет получить точные внешние копии вируса SARS-CoV-2[20]. Как уже было сказано, табак играет важную роль в исследованиях с самого момента появления вирусологии. Ни один другой организм-хозяин не изучался вирусологами так долго и подробно, как табак. Поэтому неудивительно, что биотехнологи добились успехов именно с использованием этого растения.

Вакцина, получаемая компаниями Medicago и GlaxoSmithKline биотехнологическим путем, уже вскоре может получить разрешение на использование в Канаде. В декабре 2021 года канадское министерство здравоохранения опубликовало предварительное заключение о третьей фазе клинических испытаний, которые пока еще не завершены, и запросило одобрение со стороны Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)[21]. В клинических испытаниях приняли участие 24 тысячи добровольцев[22].

Исследователи изучают в числе прочих вопросов возможность использования вакцин растительного происхождения против вирусных возбудителей СПИДа, бешенства, гриппа, респираторно-синцитиального вируса человека (РСВЧ) и других патогенов. Помимо биотехнологических методов получения вирусных антигенов из растений, делаются попытки использовать растительные вирусы, в том числе мозаичный вирус табака, в качестве транспортного средства для вирусных антигенов.

Тот факт, что вакцины против вирусов растений схожи по своему действию с вакцинами для человека, лишний раз доказывает, что иммунные системы всех форм жизни сопоставимы и используют одни и те же основные защитные механизмы, включая иммунопротеины, собственные антибиотики организма и механизмы разрушения генетического материала патогенов. В следующей главе мы увидим, как на основе этих иммунобиологических функций в царстве животных образовались иммунные клетки, которые сегодня циркулируют у нас в теле. У растений на сегодняшний день не обнаружено сопоставимых типов мобильных защитных клеток.