ДНК-вакцины в последнее время всё чаще привлекают внимание учёных: одни пытаются с их помощью прививать человека от кариеса, другие — от гриппа (правда, в последнем случае использовалась не ДНК вируса, а РНК).
Преимущества ДНК-вакцины в том, что она обеспечивает постоянную продукцию белка, по которому иммунитет может узнать патоген. То есть с ДНК-вакциной иммунная система лучше учится. Однако все испытания ДНК-вакцин демонстрировали обнадёживающие результаты у животных, но не у человека.
Одна из основных проблем — как ввести ДНК-вакцину в человеческие клетки, чтобы она послужила матрицей для синтеза белка. Один из способов выглядел так: человеку в кожу вводят вакцину, а потом дают удар током, чтобы открыть поры в клетках и впустить в них ДНК; метод называется электропорация.
Однако для человека он оказался не просто болезненным, но ещё и непредсказуемым: его эффективность колебалась от раза к разу. Если же просто ввести ДНК, как обычную вакцину, она может быстро разрушиться, не успев научить иммунитет чему следует.
В Массачусетском институте пошли по другому пути. Учёные смешали ДНК с особым полимером и уже его вводили под кожу с помощью крохотных игл. Причём иглы проникали в ткань всего на полмиллиметра. Этого было достаточно, чтобы иммунные клетки эпидермиса нашли ДНК, а до нервных окончаний иглы не доходили, так что боли процедура не вызывает.
В целом процесс напоминает нанесение татуировки. В водной среде полимер распадается на отдельные фрагменты, освобождая ДНК, при этом каждая молекула ДНК остаётся соединённой с фрагментом полимера, который защищает её от разрушения и облегчает проникновение в клетку.
Освобождение ДНК происходит в течение нескольких дней и даже недель, так что иммунные клетки вполне успевают выучить, на кого им нужно реагировать. Можно сказать, что иммунная татуировка постепенно рассасывается, и скорость её рассасывания зависит от гидрофобности/гидрофильности полимера и количества полимерных слоёв, к которым крепилась ДНК. Полимерная конструкция содержит также адъювант, так что стимуляция иммунитета идёт ещё эффективнее.
В опытах на мышах и обезьянах, как пишут исследователи в журнале Nature Materials, иммунная татуировка была более эффективной, чем описанная выше электропорация. Кроме того, ДНК, вводимая таким образом, была более долговечной и не распадалась сразу же после введения.