Биоинженерът Рохан Ингроле трябвало да почисти зъбите на мишка с конец.

Целта не е била да се помогне на мишките да получат безупречна оценка от зъболекаря. Всяко парче конец за зъби, закупено от магазина, е било покрито с мъртви грипни вируси или лабораторно направени части от тях. Ингроле от Тексаския технологичен университет в Лъбък искал да ваксинира животните, като им осигури защита срещу грип чрез венците. 

Ваксините, насочени към влажните тъкани, които покриват кухини като устата или носа, целят да изградят имунна защита в частите на тялото, които патогените са склонни да нахлуят, казва Харвиндер Гил, биоинженер в Държавния университет на Северна Каролина в Роли. Грипният вирус, например, обикновено навлиза в тялото през носа, преди да стигне до белите дробове.

Защитата на лигавиците не винаги е лесна задача. Тъй като тези лигавични тъкани влизат в директен контакт с въздуха около нас, както и с повърхности като пръстите, техните клетки са плътно опаковани, за да предпазят патогените от проникване. Това може също да попречи на ваксините, насочени към места като устата, да проникнат в тялото и да предизвикат имунен отговор. 

Изследователи вече са разработили ваксини, насочени към по-пропускливите тъкани на устата – където клетките не са толкова близо една до друга – под формата на пластири по бузите или капки течност под езика. След това, докато чел статия за зъбната структура, Гил научил за съединителния епител – пропусклива колекция от клетки в основата на малък джоб, където венците се прикрепят към зъбите.

Този джоб обаче е трудна цел, защото се намира под линията на венеца. „Имахме нужда от нещо по-прецизно [от капка течност]“, казва Гил. „И тогава си помислихме: „О, хей, вече имаме конец за зъби... Защо просто не използваме [конец за зъби], за да поставим и ваксините на това място?“

Но никой преди не беше почиствал мишка с конец за зъби, казва Ингрол, и тази специфична задача представляваше някои предизвикателства. Какъв беше най-добрият начин едновременно да се отвори устата на мишката и конецът да се постави на правилното място? Имаше ли техника, която би помогнала за предпазване на венците на мишката от увреждане?

Първоначалните тестове се провалиха, защото конецът за зъби непрекъснато се изплъзваше от долните резци на мишките. Докато Ингрол прилагаше лека сила, за да движи конеца напред-назад, той неволно дръпна челюстите на животните надолу и конецът се изплъзна. „Един ден, след неуспешен опит, просто обикалях [лабораторията] и видях този ключодържател, лежащ на масата“, казва Ингрол. „Това ме накара да се замисля дали мога да използвам пръстена на този ключодържател, за да осигуря опора на челюстта на мишката? Оказа се, че това промени играта.“ 

Дори и с помощен инструмент, почистването на мишка с конец за зъби е работа за двама души. Единият човек внимателно държи мишката – приспиваната дълбоко с инхалиран анестетик – в изправено положение за врата ѝ. Този човек също така пъха главата на мишката през ключодържател, позволявайки на долната челюст на животното да виси отворена и да се опре на ръба на пръстена. Вторият човек след това играе ролята на зъболекарски хигиенист, като се спуска с парче конец, покрито с грип.

И с всяко движение напред-назад, конецът доставя ваксина през свързващия епител на венеца, помагайки на имунната система на мишката да се научи да се бори с вируса, съобщават Ингрол и колеги на 22 юли в Nature Biomedical Engineering . Не е необходимо убождане с игла.

Ингрол, Гил и колегите му открили, че конецът за зъби, покрит с четири различни вида ваксини срещу грип, е задействал имунната защита при мишки. Ваксинираните мишки са имали по-голяма вероятност да преживеят грипни инфекции, отколкото неваксинираните мишки, дори когато са имали достъп до храна и вода веднага след използването на конец за зъби.

Нещо повече, защитата срещу заболяването от един от четирите вида ваксини е подобна на тази от ваксина, прилагана през носа. Но носовете имат пряка връзка с мозъка , казва Гил. Тестовете за безопасност на назалните ваксини трябва да покажат, че няма висок риск от неврологични странични ефекти като парализата на Бел, внезапна слабост в лицевите мускули, която кара едната страна на лицето да увисне. Материалът, въведен във венците, от друга страна, намалява този риск, защото ваксините, насочени към венците, е малко вероятно да стигнат до мозъка.

„Много е умно, харесва ми стратегията“, казва Стефани Лангел, вирусен имунолог в университета Case Western Reserve в Кливланд, която не е участвала в работата. Но анализите на видовете антитела, които мишките са развили, показват, че макар интраназалните и ваксините с конец за зъби да задействат имунната защита в кръвта, интраназалната ваксина може да е по-добра от ваксината с конец за защита на лигавиците, като тези в носа.

Това би могло да означава, че въпреки че и двата метода на ваксинация са добри в предотвратяването на тежко заболяване и смърт при мишки, интраназалните ваксини може би блокират по-добре предаването, казва Лангел. Добавянето на правилното съединение, усилващо действието на ваксината, наречено адювант, към конеца за зъби може да помогне на тялото да произвежда повече антитела на места като слюнката или носа, за да се предпази от нахлуване на патогени.

Технологията все още се нуждае от известна работа, преди да се внедри в хората. В ранен тест, изследващ само метода, екипът установи, че конец за зъби с една ръка, покрит с флуоресцентно багрило, е отложил приблизително 60 процента от дозата в венците на 27 души. Сега, казва Гил, целта е да се разработят нови инструменти, които да улеснят използването на конец за зъби и да гарантират, че хората получават постоянна доза.

Ако ваксините с конец за зъби се окажат ефективни, това би могло да осигури безболезнен начин за ваксиниране без игли, казва Гил. И ако хората се чувстват комфортно сами да си почистват зъбите с конец за зъби, „тя има потенциал да бъде самоприлагаема“.

Самостоятелното приложение на ваксината може да бъде от огромно значение за ваксинацията по време на пандемия, казва Ингрол. По време на пандемията от COVID-19 десетки здравни работници бяха насочени към усилията за ваксинация. „Представете си, че имате тази ваксина, която може просто да бъде доставена до вашата врата“, казва Ингрол. „Вече не е нужно да стоите на опашка с часове.“