Istraživači su pokazali da mogu izazvati snažan memorijski odgovor T stanica u plućima miševa dajući im cjepivo modificirano da se veže na protein prirodno prisutan u sluzi. A to pak može pomoći da cjepivo pređe preko prepreka kakva je sluznica pluća.

Protein kao trojanski konj

"Usredotočili smo se na odgovore T stanica koji bi bili korisni protiv virusa ili raka, a naša ideja bila je koristiti ovaj protein, albumin, kao neku vrstu trojanskog konja kako bi cjepivo prešlo preko sluznične barijere", kaže Darrell Irvine, s odjela za biološko inženjerstvo i znanost o materijalima i inženjerstvu.

Osim za zaštitu od patogena koji inficiraju pluća, ove se vrste inhalacijskih cjepiva mogu koristiti i za liječenje raka koji metastazira u pluća ili čak za sprečavanje raka da se uopće razvije, kažu istraživači.

Lokalni odgovor

Većina cjepiva daje se kao injekcija u mišićno tkivo. Međutim, većina virusnih infekcija javlja se na površinama sluznice poput pluća i gornjih dišnih putova, reproduktivnog trakta ili gastrointestinalnog trakta. Stvaranje jake obrambene linije na tim mjestima moglo bi pomoći tijelu da se učinkovitije obrani od infekcije.

"U nekim slučajevima cjepiva davana u mišićima mogu izazvati imunitet na površinama sluznice, ali postoji općenito načelo da, cijepite li kroz površinu sluznice, na tom mjestu stvarate jaču zaštitu", kaže Irvine. "Nažalost, još nema načina na koji posebno štitili te površine sluznice."

Postoji odobreno nazalno cjepivo protiv gripe i oralno cjepivo protiv tifusa, ali oba se cjepiva sastoje od živih, oslabljenih virusa, sposobniji prijeći mukozne barijere. Irvineov laboratorij okrenuo se alternativi: peptidnim cjepivima koja imaju bolji sigurnosni profil i lakša su za proizvodnju, ali teže prijeći preko barijera.

25 puta više T stanica

Kako bi olakšali isporuku peptidnih cjepiva u pluća, istraživači su se okrenuli pristupu koji su prvi put istražili u studiji 2014. godine. Naime, pokazalo se tada kako vezivanje peptidnih cjepiva na proteine ​​albumina iz krvotoka pomaže peptidima da se akumuliraju u limfnim čvorovima, gdje mogu aktivirati snažan odgovor T stanica.

Ta su se cjepiva davala injekcijama, kao i većina tradicionalnih cjepiva. U novoj studiji istraživači su pokušali otkriti može li albumin također pomoći peptidnim cjepivima da pređu mukozne barijere poput onih koje okružuju pluća. Albumin pomaže u održavanju osmotskog tlaka u plućima i on lako može proći kroz epitelno tkivo koje okružuje pluća.

Cjepivo je u pluća miševa isporučeno intratrahealno, pomoću katetera, što simulira izloženost udisanju. Znanstvenici su otkrili da je tako generirano 25 puta više memorijskih T stanica u usporedbi s ubrizgavanjem cjepiva modificiranog albuminom u mišić, daleko od pluća. 

Ciljanje tumora

Istraživači su mukozno cjepivo testirali i protiv raka. U tom su slučaju za imunizaciju miševa koristili peptid pronađen na stanicama melanoma. Kad su cijepljeni miševi bili izloženi metastatskim stanicama melanoma, T stanice u plućima uspjele su ih eliminirati. Istraživači su također pokazali da bi cjepivo moglo pomoći u smanjenju postojećih tumora pluća.

Ovakav lokalni odgovor mogao bi omogućiti razvoj cjepiva koja bi spriječila nastanak tumora u određenim organima, usmjeravanjem na antigene koji se obično nalaze na stanicama tumora.

Ova strategija također bi mogla biti korisna za stvaranje inhalacijskih cjepiva protiv drugih virusa poput HIV-a, gripe ili SAR-CoV-2, kaže Irvine. Njegov laboratorij sada koristi isti pristup za stvaranje cjepiva koje izaziva snažan odgovor antitijela u plućima, koristeći SARS-CoV-2 kao metu.