Вакцина обучает иммунную систему нейтрализовать фентанил

Фентанил и родственные ему синтетические опиоиды ежегодно уносят больше жизней американцев, чем автомобильные аварии и насилие с применением огнестрельного оружия вместе взятые. В слишком высоких дозах эти наркотики нарушают химический состав мозга и отключают сигналы, управляющие дыханием. Существующие медицинские вмешательства могут предотвратить передозировку, но только в том случае, если помощь будет оказана достаточно быстро.

Теперь ученые из Научно-исследовательского института Скриппса доказали возможность совершенно иного подхода к борьбе со смертельным исходом, вызванным фентанилом: вакцины, которая обучает иммунную систему быстро нейтрализовать препарат еще до того, как он достигнет мозга.

Исследование, опубликованное в Журнале медицинской химии (Journal of Medicine Chemistry), показывает, что их вакцина-кандидат может действовать не только против самого фентанила, но и против большинства связанных с фентанилом “дизайнерских наркотиков” – модифицированных версий фентанила, созданных для усиления их действия или избежания обнаружения.

“Это исследование показывает, что нам не нужно постоянно пытаться угнаться за каждым новым синтетическим дизайнерским наркотиком, который появляется”.

“Обучая иммунную систему распознавать весь класс фентанилов, а не только отдельные структуры, мы можем опережать наркоторговцев”, – говорит старший автор Ким Джанда, профессор химии в Научно-исследовательском институте Скриппса.

Исследователи уже давно работают над созданием вакцины, которая могла бы предотвращать смерть от передозировки опиоидами, путем выработки антител, перехватывающих фентанил в кровотоке. Группа Джанды ранее разработала вакцины-кандидаты как против фентанила, так и против героина.

Однако для создания таких вакцин, как правило, требуется сам наркотик или что-то, что его имитирует, чтобы обучить иммунную систему. Это создает проблемы как при разработке вакцины, поскольку применение препаратов строго регламентировано, так и с точки зрения ее специфичности, поскольку иммунная система учится распознавать только конкретный используемый наркотик.

“В условиях меняющейся ситуации на рынке фентанилов производители наркотиков постоянно создают новые версии, чтобы обойти правила и избежать обнаружения при стандартных проверках”, – говорит Джанда. “Нам нужны контрмеры, которые будут работать против всех этих будущих вариантов одновременно, а не только против одного за раз”.

Недавно команда Джанды создала модифицированную версию фентанила, которая сохранила свои обезболивающие свойства, устранив при этом многие опасные побочные эффекты. В новой работе исследователи проверили, можно ли использовать в вакцине аналогичную молекулу, структура которой отличается от структуры фентанила, но включает в себя некоторые схожие компоненты.

“Когда мы начали тестировать эту молекулу в качестве компонента вакцины, мы, честно говоря, не знали, сработает ли она”, – говорит Арран Стюарт, научный сотрудник лаборатории Джанды. “Общепринятое мнение гласит, что для того, чтобы иммунная система распознала фентанил, нужно использовать что-то похожее на фентанил. Мы поступили наоборот”.

Ученые прикрепили новый модифицированный фентанил к белку-носителю и использовали его для вакцинации мышей четырьмя дозами в течение восьми недель.

Результаты оказались неожиданными: для выработки антител против фентанила иммунной системе не требовалось точное структурное соответствие.

Вместо этого она распознавала общий молекулярный «отпечаток», характерный для всего класса фентанилов.

Когда команда протестировала полученные антитела на различных дизайнерских наркотиках, содержащих фентанил,, вакцина показала именно ту панспецифичность, которую они искали. Антитела прочно связывались с фентанилом и другими опасными его вариантами, включая карфентанил, “китайский белый”, ацетилфентанил и фуранилфентанил. При этом они не реагировали на клинически используемые опиоиды, такие как морфин, оксикодон, ремифентанил и альфентанил

Что еще более важно, когда вакцинированным мышам вводили дозы фентанила, которые обычно вызывают сильное угнетение дыхания, дыхание животных оставалось практически нормальным.. Измерения концентрации фентанила в головном мозге показали, что вакцина снизила его уровень примерно на 70% по сравнению с мышами, которые не были вакцинированы.

Для проверки безопасности и эффективности вакцины на людях еще необходимы клинические испытания, но Джанда говорит, что эта платформа потенциально может быть использована для предотвращения передозировок у людей, проходящих реабилитацию от наркотической зависимости, или у тех, кто подвержен высокому риску воздействия фентанила.

“Здесь огромный потенциал для общественного здравоохранения”, – говорит Джанда. “Но не менее важно и то, что мы можем разрабатывать вакцины, которые распознают целый класс наркотиков, а не только какое-то отдельное наркотическое вещество”