Этот выбор определялся тем, что представленный сополимер в области нейтральных рН потенциально способен комплексировать с БСА как путем образования электростатических солевых связей за счет этильных (С2Н5) радикалов, так и гидрофобных взаимодействий цетильных (С16Н33) радикалов с неполярными участками белковых глобул. Поэтому в данном случае можно было ожидать формирования особенно прочных комплексов белок — полиэлектролит, не диссоциирующих при физиологических значениях ионной силы. В частицах комплекса каждый поликатион (длиной в тысячу звеньев) в водном растворе связывает две молекулы белка.
Изучая синтез высокоиммуногенных антигенов, было необходимо оценить эффективность использования здесь ковалентных химических связей. Такая оценка важна как для теории антигенного действия, так и с практической точки зрения, для создания соединений максимальной прочности.
Иммунизация животных полученными искусственными антигенами вызывает иммунный ответ, величина которого в 50-100 раз выше, чем при иммунизации БСА. Чрезвычайно сильно повышенную иммуногенную способность искусственного антигена, полученного присоединением белковых макромолекул к полиэлектролиту, нельзя объяснить действием полимера как обычного иммуностимулятора. При раздельном введении животным белка и полиэлектролита, при введении неустойчивых комплексов, разрушающихся в организме, тоже наблюдается усиление иммунного ответа. Однако оно несоизмеримо по величине с иммунным ответом, возникающим при иммунизации комплексом белок — полиэлектролит, где присоединение антигена осуществлено за счет гидрофобных или ковалентных связей.
Таким образом, синтезированные комплексные макромолекулы можно рассматривать как необычайно сильный искусственный антиген-продукт сборки из белка и синтетического полиэлектролита, каждый из которых в отдельности либо не иммуногенен (поликатион), либо слабо иммуногенен (альбумин). Необходимое условие реализации иммуностимулирующего действия полиэлектролитов, соединенных с молекулой антигена, — достаточная устойчивость этого комплексного соединения в условиях организма.
Есть серьезные основания полагать, что описанные принципы можно будет распространить на антигены вирусов и микробов.
Петля на носителе
Весьма интересный и оригинальный подход к решению проблемы синтетических вакцин разрабатывает Села. Он предлагает искусственно синтезировать уникальные молекулярные структуры из ответственных антигенов (антигенных детерминант), каждый из которых характерен для того или иного возбудителя инфекционной болезни. Из нескольких таких фрагментов, считает Села, можно будет сконструировать макромолекулу, которая будет синтетическим аналогом поливалентной вакцины, иммунизирующей сразу против нескольких болезней.
Реально ли это? Да. Но она лишь для тех антигенов, иммунизирующая способность которых не уменьшается при использовании убитых вакцин. Для остальных антигенов вопрос остается открытым.
Особенность иммунной защиты такова: при вакцинации против различных инфекционных возбудителей в организме появляются антитела против специфических фрагментов антигена, размещенных на поверхности возбудителя. Иначе говоря, организм вырабатывает антитела не против целого вируса или микроба, а против конкретных уникальных молекулярных структур. Это было учтено.
Свои исследования Села начал с изящных молекулярно-иммунологических экспериментов. В белке куриного яйца содержится удобный для исследования антиген — лизоцим. Его первичная и пространственная структура хорошо изучена. Села выделил так называемую "петлю" — фрагмент молекулы лизоцима, состоящий из остатков 24 аминокислот, последовательно соединенных друг с другом. Такая изолированная петля, прикрепленная к синтетической макромолекуле — носителю и введенная в организм, вызывает образование антител к лизоциму. В качестве носителя были использованы искусственные аналоги белковой молекулы — полиаланин и полилизин (естественные белки представляют собой цепочки из разных аминокислот, а полиаланин или полилизин — цепочка, все звенья которой одинаковы, составлены из одной аминокислоты аланина или соответственно лизина).
Дальше самое интересное. Поскольку аминокислотная последовательность петли была известна, синтезировали несколько ее отдельных частей. Иммунизация этими отдельными синтетическими продуктами, прикрепленными к носителю, показала, какая именно часть самая ответственная, какой фрагмент приводит к образованию антител, ничем не отличающихся от вырабатываемых в ответ на природный продукт.