Пародонтальная вакцина — насколько это реально?

Пародонтальная вакцина предлагается в качестве метода профилактики заболеваний пародонта. В этом направлении существует большая потребность в силу того, что распространенность заболеваний пародонта высока и имеется взаимосвязь системными заболеваниями, такими как сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет. Хотя заболевания пародонта – это сложная полимикробная инфекция, исследователи разрабатывают концепцию пародонтальной вакцины, с точки зрения воздействия на антигены специфических грамотрицательных анаэробных патогенов в биопленке. В конечном счете, эффективная пародонтальная вакцина, вероятно, будет нацелена на несколько видов бактерий, ответственных за развитие заболевания.

Активная иммунизация происходит путем вакцинации либо неживыми микроорганизмами, либо продуктом, полученным из живых, но инактивированных бактерий. И в том и в другом случае происходит стимуляция иммунного ответа хозяина. Из различных микроорганизмов, которые могут быть мишенью активной иммунизации, P. gingivalis и A. actinomycetemcomitans представляют большой интерес в доклинических исследованиях из-за их предполагаемой роли в патогенезе заболеваний пародонта.

Porphyromonas gingivalis является грамотрицательной, слабоподвижной, облигатной анаэробной коккобациллой, считается потенциальным кандидатом для разработки вакцины, поскольку несет несколько высокоантигенных компонентов (фимбрии, гингипаины, липополисахарид и капсульный полисахарид).
Клеточные вакцины P. gingivalis
Эффективность клеточных вакцин P. gingivalis как варианта иммунизации против заболеваний пародонта изучалась на различных моделях животных. Подавление деструкции тканей пародонта наблюдалось на животных моделях (приматы, Macaca fasicularis) после активной иммунизации цельноклеточным препаратом из неживых форм P. gingivalis.
У привитых животных отмечалось статистически значимое увеличение титра антител к P. gingivalis в сыворотке крови, а также значимо более низкое значение содержания ДНК P. gingivalis по сравнению с контролем.
По сравнению с контрольной группой непривитых М. fasicularis, привитые М. fasicularis имели более высокий уровень IgG и IgA к P. gingivalis в крови, что в свою очередь сохранялось в течение 36 недель.
В исследовании на мышах, иммунизация инатиквированными формами P. gingivalis, привела к индукции выработки специфического IgG по отношению к P. gingivalis, которая в свою очередь приводила к оптимальному уровню опсонизации и предотвращению потери альвеолярной костной ткани. Эффективность клеточных инактивированных вакцин P. gingivalis также была протестирована на крысах-самцах, которым вводили 1010 колониеобразующих единиц P. gingivalis, при этом наблюдалось повышение уровня сывороточных и слюнных антител, специфичных по отношению к P. gingivalis, а также снижение уровня гингивальной коллагеназы и катепсина В по сравнению с инфицированной группой, которым не проводилась иммунизации. Привитые крысы и крысы в неинфицированной контрольной группе демонстрировали сходные уровни потери костной массы пародонта; однако инфицированные, но неиммунизированные крысы демонстрировали значительный уровень потери костной массы.
Основными ограничениями клеточных активных вакцин было то, что у этих животных вызывался краткосрочный гуморальный иммунный ответ. Эффективность или потенциал этих вакцин в качестве долгосрочного лечения неизвестны, поскольку клеточные иммунные реакции не были стимулированы у исследуемых.
Вакцина против гингипаинов P. gingivalis
Porphyromonas gingivalis производит несколько цистеиновых протеаз, известных как гингипаины, чтобы улучшить доступ к железу и пептидам и при этом избежать реакции организма-хозяина. Гингипаины делятся на 2 группы: гингипаин R и гингипаин K.
Гингипаин R, RgpA и RgpB расщепляют белки до аргинина, в то время как гингипаин K, порфипаин 2 и Kgp расщепляют белки до лизина.
RgpA и Kgp имеют домен гемагглютинина-2, который необходим для получения гема, клеточной адгезии и пролиферации клеток.
P. gingivalis. RgpA, RgpB и Kgp имеют каталитический домен, который играет роль в уклонении от иммунного ответа хозяина путем деградации иммуноглобулинов и белков комплемента и изменения функции нейтрофилов.
Оба домена, как гемагглютинин-2, так и каталитические домены, являются мишенями для разработки вакцины против P. gingivalis. Gibson & Genco исследовали, существует ли разница в эффективности направления вакцины на каталитический домена RgpB и каталитический и гемагглютининовый домен RgpA у мышей.
Обе группы показали повышенные сывороточные уровни специфического к P. gingivalis IgG . У мышей, иммунизированных от RgpA, отмечалась защита от потери костной массы, тогда как у мышей, иммунизированных от RgpB, отмечалась потеря костной массы. RgpA структурно обладает как каталитическими, так и гемагглютининовыми доменами, поэтому иммунизация к RgpA приводит к выработке гемагглютининовых доменспецифических антител, что в свою очередь приводит к защите от разрушения костной ткани. Направленная на гингипаиновые протеиназы иммунизация была также продемонстрирована на мышиной модели с использованием о иммуногена KAS2-A1. Иммунизация специфическими поликлоналными антителами KAS2-A1 позволяла нейтрализовать гингипаины, ингибируя их протеолитическую активность, а также клеточную адгезию и коагрегацию P. gingivalis.
Вакцинация против фимбрий P. gingivalis
Фимбрии (также известный как «пили») являются высоко иммуногенными белками, имеются у многих бактерии, в том числе у P. gingivali. Они опосредуют присоединение к поверхности ткани, инвазию эпителиальных клеток, и стимуляцию воспалительного каскада за счет производства интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли-альфа.
Фимбрии P. gingivalis состоит из 1 основного компонента, 43-kDa, и 2 малых, 67 and 72 kDa.
На сегодняшний день было зарегистрировано 5 фимбриальных типов P. gingivalis (I–V), каждый из которых имеет разные уровни антигенности.
У крыс, иммунизированных к 43-kDa, вырабатывались специфические антител, что привело к 100% защите от потери костной массы. Однако в другом исследование, иммунизация кроликов с к 43-kDa, обеспечивала защиту только от определенных штаммов P. gingivalis. Поэтому был сделан вывод о том, что точки воздействия могут отличаться среди разных штаммов P. gingivalis.

Aggregatibacter actinomycetemcomitans является потенциальным патогеном-мишенью, особенно в контексте пародонтита с резцово-молярной формой поражения (ранее называемого агрессивным или локализованным ювенильным пародонтитом). Усиленная опсонизация A.actinomycetemcomitans была показана на мышах путем иммунизации живой формой
A. actinomycetemcomitans и специфическим полисахаридным антигеном капсулы бактерии. Существуют ограниченные доказательства потенциала вакцинации по отношению к A. actinomycetemcomitans, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить потенциал.
Fusobacterium nucleatum, грамотрицательный анаэроб и член оранжевого комплекса пародонтопатогенов, играет важнейшую роль в формировании патогенных биопленок полости рта. Fusobacterium nucleatum является “мостиком”, необходимым для обеспечения совместной агрегации между ранними колонизаторами и поздними патогенными колонизаторами, такими как P. gingivalis, T. forsythia и T. denticola.
Исследования In vitro показали, что хотя F. nucleatum классифицируется как анаэробный вид, он способен не только выживать в аэробной среде, но и поддерживать выживание P. gingivalis в аэробной среде.
Fusobacterium nucleatum служил целевым патогеном для разработки пародонтальной вакцины из-за его тесной связи с ростом и выживаемостью P. gingivalis в биопленке.
В недавнем исследовании была разработана двухвалентная вакцина, которая была нацелена на FlaB-LK1-tFoma (BtA) и Hgp44-LK3-FlaB (HB)- белки, ассоциированные с факторами вирулентности F. nucleatum и P. gingivalis. Интраназальная иммунизация мышей приводила к выработке специфических антител к F. nucleatum и P. gingivalis и индуцировала защитные иммунные реакции, которые предотвращали потерю альвеолярной кости. Кроме того, антисыворотка приводила к ингибированию образования биопленки F. nucleatum и коагрегации P. gingivalis

В отличие от активной иммунизации, пассивная иммунизация включает стимуляцию иммунного ответа хозяина путем введения антител против специфического антигена. В то время как пассивная иммунизация более специфична, он не так долговечна. Одной из потенциальных мишеней иммунотерапии для профилактики пародонтита является использование моноклональных антител против факторов колонизации пародонта P. gingivalis. Два колонизирующих фактора P. gingivalis – белки наружной мембраны и гемагглютинины – были исследованы в качестве потенциальных мишеней для пассивной иммунизации. Рекомбинантный белок наружной мембраны 40 kDa, полученный от мышей показал свою бактерицидность против P. gingivalis. Гемагглютинины являются важным компонентом, играющем роль в прикреплении P. gingivalis к поверхности эритроцитов, чтобы получить доступ к гему. Porphyromonas gingivalis получает протогемы от эритроцитов для того, чтобы расти; поэтому создание моноклональных антител против гемагглютининов являются потенциальной целью для предотвращения колонизации P. gingivalis
Сыворотка, полученная от кроликов, против гемагглютининов P. gingivalis, показала снижение субгингивальной колонизации P. gingivalis. Локальное введение моноклональных антител против P. gingivalis в пародонтальные карманы снижало уровень P. gingivalis более чем на 9 месяцев. Для определения истинного потенциала моноклональных антител необходимы дополнительные исследования, включая долгосрочные и клинические испытания как терапевтического метода профилактики заболеваний пародонта.

Необходимо отметить то , что ни в одном клиническом испытании пародонтальной вакцины на людях не было доказано, что она предотвращает образование полимикробных биопленок, которые, как известно, вызывают пародонтит, или подавляют потерю альвеолярной кости. Хотя имеющиеся в настоящее время исследования кажутся многообещающими, фактические данные в поддержку вакцины для профилактики пародонтита отсутствуют.
Необходимы дополнительные исследования для оценки долгосрочных результатов, а также для оценки многовидовых вакцин в исследованиях и испытаниях с участием людей.

Материал подготовлен на основе статьи «Biological strategies for the prevention of periodontal disease: Probiotics and vaccines» Srinivas Rao Myneni, Kristen Brocavich, Howard H Wang Department of Periodontology, Stony Brook School of Dental Medicine, Stony Brook University,  NY, USA