Исследование опубликовано в журнале Американского общества микробиологии Infection and Immunity. S. aureus ассоциируется с широким спектром острых и хронических заболеваний, таких как заражение крови, сепсис, инфекции кожи и мягких тканей, пневмонический эндокардит и остеомиелит (костная инфекция), и имеет высокий уровень смертности, который оценивается в 20-30% у больных заражением крови.
В исследовании ученые проверили вакцину на мышиной и кроличьей моделях инфекции S. aureus. Выжили более 80% иммунизированных мышей, и ⅔ из них излечились от инфекции по сравнению с менее чем 10% контрольных. На 21-й день после заражения у выживших животных — как у иммунизированных, так и у контрольных — не было признаков плохого состояния здоровья, таких как проблемы с шерстью или других отклонений от внешнего вида, и все они приобрели вес до заражения.
В экспериментах на кроликах исследователи вводили патоген в мозг большеберцовой кости Через 24 дня после заражения почти ⅔ иммунизированных кроликов избавились от инфекции; ни один из контрольной группы не вылечился. Кроме того, в то время как контрольные кролики имели повреждения внутри кости, иммунизированные кролики имели меньшие повреждения или вообще не имели их. Для справки, кролики, как правило, не поддаются инфекции S. aureus.
«Эффективная вакцинация будет иметь огромное терапевтическое значение у пациентов, подвергающихся хирургическому вмешательству, особенно ортопедических и сердечно-сосудистых процедур, когда имплантируются медицинские структуры или устройства, а также в случаях травматических повреждений», — сказала Джанетт М. Харро, кандидат медицинских наук, профессор, Университет Мэриленда Балтимор.
Инфекции после хирургического вмешательства составляют 20% от внутрибольничных инфекций, и S. aureus является основным возбудителем. Разнообразие заболеваний, вызываемых этой бактерией, обусловлено дифференциальной экспрессией более 70 факторов вирулентности. Факторы вирулентности инициируют колонизацию и рост, опосредуют повреждение хозяина и препятствуют иммунному ответу.
Формирование биопленки является мощным фактором вирулентности. S. aureus трудно искоренить во многом потому, что он так легко образует биопленки. Биопленки представляют собой сообщества бактерий, которые сильно прилипают к поверхностям, как зубной налет. Они особенно устойчивы к иммунному ответу хозяина и к антибиотикам, потому что не способны полностью проникнуть в эту структуру, а микробы в биопленках имеют низкий метаболизм, что еще больше снижает возможность проникновения в бактериальные клетки.
Биопленки часто образуются на медицинских имплантатах, таких как искусственные колени, бедра и устройства для работы сердца. Они могут образовываться везде, где есть поверхность, влага и источник питательных веществ.
Вакцина, разработанная исследователями, распознает пять различных белков S. aureus. Четыре из этих белков специфичны для биопленок S. aureus, а один специфичен для S. aureus в виде планктона.
«Мы идентифицировали вакцины-кандидаты путем скрининга белков S. aureus с помощью антител, выявляемых при хронических инфекциях S. aureus на животных моделях. Этот метод позволил нам выбрать белковые мишени для вакцинации, которые были экспрессированы во время инфекции и были способны распознаваться иммунным ответом», — сказала доктор Харро.