Повышение эффективности вакцин против ботулизма на основе токсина

Ботулинические нейротоксины (BoNT) — самые токсичные для человека белки. BoNT представляют собой одноцепочечные белки, состоящие из N-концевой лёгкой цепи (LC) и C-концевой тяжёлой цепи (HC). Тяжёлая цепь включает домен транслокации и домен связывания с рецептором. В настоящее время одобренных вакцин против ботулизма нет. В этом исследовании рекомбинантный полноразмерный BoNT/A1 сравнивали с LCHC/A1 и HC/A1 в качестве кандидатов для вакцинации против ботулизма. Чтобы устранить каталитическую активность, в LC рекомбинантного полноразмерного BoNT/A1 внесли три аминокислотные замены (E224A/R363A/Y366F), получив M-BoNT/A1. В модели ботулизма у мышей токсичность M-BoNT/A1 была более чем в 10 раз ниже, чем у нативного BoNT/A1. Для дальнейшего повышения безопасности вакцины в участок связывания ганглиозидов внесли дополнительную замену W1266A, которая снижала связывание с рецептором. Вакцинация M-BoNT/A1 защищала мышей при введении 10 LD50 нативного BoNT/A1. При введении нативного BoNT/A2, подтипа BoNT, оба варианта M-BoNT/A1 обеспечивали одинаковую защиту. У мышей, вакцинированных M-BoNT/A1 и переживших введение BoNT, преобладали антитела к домену LC-HC, тогда как ответ антител к HC варьировал. Сыворотка вакцинированных M-BoNT/A1 мышей также нейтрализовала действие BoNT/A1 на культивируемые нейрональные клетки. Клеточные тесты и исследования на мышах выявляли разные нейтрализующие BoNT антитела; M-BoNT/A1 вызывал выраженный нейтрализующий ответ в обоих тестах. В целом M-BoNT/A1 с нарушением нескольких функций токсина вызывает мощный иммунный ответ при введении BoNT/A и может служить основой вакцины против ботулизма и других заболеваний, опосредованных токсинами.