Ученые, работающие над созданием вакцин против ВИЧ, основываются на существующих знаниях и учитывают множество вышеуказанных факторов. Учитывая, что иммунная система реагирует на инфекционные агенты, в том числе и на ВИЧ, путем формирования как гуморального (антитела), так и клеточного (макрофаги, Т-клетки) ответов, оба этих иммунных механизма пытаются задействовать при разработке вакцины. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Чтобы вакцина против ВИЧ была эффективной, она должна индуцировать антитела, нейтрализующие вирус. Образование таких антител зависит от B-лимфоцитов памяти, т. е. от долгоживущей клеточной популяции. Одно из преимуществ действия антител заключается в том, что они обладают способностью инактивировать вирус до того, как у него появился шанс инфицировать клетки хозяина. По этой причине образование антител должно быть критически важным этапом при формировании антивирусного иммунитета. Однако многообразие вируса, его способность быстро изменяться помогают ему «убегать» от продуцирующихся в организме антител. Так, когда сумели получить антитела против белка оболочки ВИЧ, оказалось, что они обладают весьма ограниченной эффективностью. Такие антитела нейтрализуют адаптированные к лабораторным условиям варианты вируса, но неэффективны в отношении тех, которые существуют в природе. По этой причине очевидно, что один гуморальный иммунитет не в состоянии справиться с вирусом. Важным для обеспечения защиты от вируса является участие в этом процессе клеточного иммунитета. Киллерные Т-лимфоциты (элементы клеточного иммунитета) способны узнавать, связывать и уничтожать клетки, содержащие антигены ВИЧ. Это позволяет устранять из организма инфицированные клетки. Индуцировать такой ответ является крайне желательным в случае вакцины против ВИЧ.
Хотя эффективная вакцина от ВИЧ-инфекции до сих пор не создана, работа в этом направлении интенсивно продолжается во многих странах мира. Основные надежды сейчас возлагают на так называемые ДНК-вакцины. Дело в том, что для выработки в организме-хозяине иммунного ответа против вирусной инфекции не нужен целый вирус. Достаточно наличия лишь белка (или белков), которые расположены на его поверхности. Это и обеспечивают ДНК-вакцины. Они обычно представляют собой фрагмент ДНК, содержащий определенный ген, на котором в организме происходит синтез необходимого белка-антигена. Таким образом, вводится не белок-антиген, а продуцирующая его машина — ДНК. Конечный же результат тот же: появление в организме белка приводит к образованию белков-антител, направленных на его уничтожение. Это направление сейчас называют «генетической иммунизацией», с ним связывают революционные изменения в вакцинации ближайшего будущего.
Для переноса ДНК в клетки с целью вакцинации против вирусов и бактерий нужны соответствующие переносчики, иначе ничего не получается. В качестве таких переносчиков (из называют векторами) часто используется… опять же вирусы и бактерии. Апробировано уже более 20 различных ДНК- и РНК-содержащих вирусов, а также бактерий, в которые встраивают гены других опасных вирусов, а потом переносят в организм человека. Для этой цели наиболее часто используются вирус, который называется вирусом осповакцины, особенно значительно ослабленный его вариант Анкара, а также вирусы fowlpox и canarypox, которые обладают способностью инфицировать клетки человека, но вот размножаться там они не могут. Попав в клетку, такой необычный вирус (его называют рекомбинантным) сам по себе ничего плохого в клетке не делает, но обеспечивает работу того другого вирусного гена, который он в себе несет. Организм в ответ на новый вирусный белок продуцирует соответствующие антитела. В результате создается защита против опасного вируса, которого никогда до того в организме не было, но ген которого присутствовал в безопасном вирусе-векторе.
Существует еще один вариант ДНК-вакцинации, который состоит в том, что небольшое число ДНК, кодирующей вирусные белки, без всякого вектора помещается на крошечные металлические частички-носители, которые выстреливаются «генетической пушкой», пробивающей кожу. Какое-то количество таких частиц при этом попадает в специальные дендритные клетки, расположенные под кожей. В них происходит синтез чужеродного вирусного белка, что в конечном итоге приводит к появлению иммунной реакции организма на инфекционный агент.
Особенность «генетической иммунизации» заключается в том, что, используя в качестве действующего агента ДНК, можно легко регулировать уровень антигена, продолжительность и силу его действия. При обычной вакцинации антиген вводится в организм сразу в большой дозе и существует относительно недолго. В случае ДНК-вакцинации небольшие количества антигена синтезируются в организме внутриклеточно на протяжении длительного времени. Использование ДНК-вакцин может снять некоторые потенциальные недостатки старого поколения вакцин, изготовленных на основе живого ослабленного вируса. К таким недостаткам относится возможность патогенной инфекции и наличие побочных эффектов, связанных с хронической иммуностимуляцией.
Принцип ДНК-вакцинации был использован недавно при разработке вакцины «AIDSVAX» американской компанией VaxGen. Все продукты «AIDSVAX» были созданы на основе одного из уже упоминавшихся белков ВИЧ — gp120. Вспомним, что вирус использует этот белок в сочетании с другим белком — gp41 — для вторжения в клетку. Одна из возможностей перекрыть вирусу путь в клетку — это выработка антител к одному из этих белков (или к двум сразу). Вакцина «AIDSVAX» стала первым препаратом, прошедшим все стадии клинических испытаний в 2002 г. В компании очень надеялись, что им удастся доказать способность вакцины предотвратить заражение двумя штаммами вируса, особенно распространенными на Западе. Однако, как показали испытания, чуда не произошло — в целом вакцина оказалась практически неэффективной.
Неудача заставляет исследователей искать другие пути создания вакцины. Был использован еще один вариант защитного ответа иммунной системы на вторжение вируса — клеточный иммунный ответ, т. е. наработка большого количества иммунных клеток, которые способны уничтожать клетки, зараженные ВИЧ. На этой основе создан вакцинный препарат ALVAC. Такие вакцины сейчас проходят широкие испытания, однако и в этом случае результаты пока малообнадеживающие.
Еще один вид вакцин разработан совместно университетами Найроби и Оксфорда в партнерстве с организацией, называемой «International Aids Vaccine Initiative» (IAVI). Эта вакцина содержит ДНК ВИЧ субтипа А. Второй проект IAVI по разработке вакцины проходит в партнерстве с небольшой американской компанией «AlphaVax» из Северной Каролины и Университетом Кейптауна (ЮАР) и направлен на разработку вакцины против ВИЧ субтипа C. Испытания обеих вакцин (по сути дела ДНК-вакцин) также уже начались. Третья ветвь разработок IAVI будет использовать новые достижения Балтиморского института вирусологии в разработке вакцины от ВИЧ, которую можно будет употреблять как аэрозоль, распыляемую через рот или нос. Это может быть сделано путем помещения вакцины внутрь безопасных штаммов бактерии сальмонеллы, которые в состоянии выживать при заглатывании. Есть надежда, что иммунный ответ, который произойдет в ротовой полости или в носу, даст толчок иммунному ответу в уретре и влагалище, что предотвратит половой путь передачи ВИЧ.
