Новое исследование ученых из Исследовательского института Скриппса (TSRI) показывает, что "дыры" в защитном сахарном щите ВИЧ может иметь важное значение при разработке вакцины против ВИЧ.
Похоже, что антитела могут нацеливаться на эти дыры, которые разбросаны в защитном сахаре ВИЧ или "гликан" щит, и теперь вопрос в том, можно ли использовать эти отверстия для индукции защитных антител.
"Сейчас важно оценить будущие вакцины-кандидаты, чтобы быстрее понять иммунный ответ, который они вызывают на определенные гликановые дыры, и извлечь из него уроки," сказал профессор ЦНИИ Деннис Р. Бертон, который также является научным директором Центра нейтрализующих антител Международной инициативы по разработке вакцины против СПИДа (IAVI) и Центра иммунологии и открытия иммуногенов при Национальном институте здравоохранения (CHAVI-ID) при TSRI.
Исследование, недавно опубликованное в журнале Cell Reports, проводилось совместно с Бертоном, доцентом TSRI Эндрю Уордом, также из CHAVI-ID, и Роджером В. Сандерс из Амстердамского и Корнельского университетов.
Ключ к остановке ВИЧ
Каждый вирус имеет сигнатурную структуру, например, архитектуру здания. Решая эти структуры, ученые могут составить схему, показывающую, где ВИЧ уязвим для антител, блокирующих инфекцию.
В 1990-х годах ученые обнаружили, что ВИЧ может иметь случайные отверстия в своей защитной внешней оболочке из молекул гликана. Однако до сих пор ученые не были уверены, могут ли антитела распознавать эти дыры и нацеливаться на них.
Исследователи из Корнелла и TSRI ранее разработали стабилизированную версию важного белка ВИЧ, называемого тримером гликопротеина оболочки (Env), чтобы модели кроликов вырабатывали антитела против вируса. В новом исследовании план состоял в том, чтобы выявить уязвимости к ВИЧ, изучив, где антитела связывают вирус.
"Работая с ВИЧ-положительными людьми, мы знали, что лучший способ понять реакцию антител – это выделить отдельные антитела и подробно их изучить," сказала Лаура Маккой, исследователь TSRI, IAVI и CHAVI-ID, ныне работающая в Университетском колледже Лондона, которая вместе со старшим научным сотрудником TSRI Габриэлем Озоровски, также из TSRI и CHAVI-ID, и Марит Дж. ван Гилс из Амстердамского университета.
К их удивлению, когда исследователи изучили антитела кроликов, они обнаружили, что три кролика продуцировали антитела, нацеленные на одну и ту же дыру в Env. Оказалось, что антитела действительно могут нацеливаться на дыры в гликановом щите.
"Это открыло совершенно новую концепцию," сказал Озоровский.
Если иммунная система нацелена на эту дыру – предпочитая ее другим уязвимым местам на Env – возможно, дыры будут особенно важны при разработке вакцин-кандидатов.
К лучшим антителам
Проанализировав генетические последовательности тысяч штаммов ВИЧ, исследователи обнаружили, что 89 процентов штаммов, по-видимому, имеют целевую дыру в Env. Однако у вируса есть защитный механизм – он быстро мутирует, чтобы заполнить эти пробелы.
Исследователи предполагают, что будущие вакцины могут побудить иммунную систему создавать антитела к дырам-мишеням. "Нацеливание на дыру может помочь иммунной системе встать на ноги," Озоровский сказал. В качестве альтернативы, дыры могут отвлекать внимание и должны быть заполнены, чтобы иммунная система могла сосредоточиться на нацеливании на лучшие сайты для нейтрализации вируса.
Бертон сказал, что исследователи должны изучить различные возможности, но он подчеркнул, что это новое понимание гликановых дыр может помочь исследователям сузить круг молекул, необходимых в потенциальных вакцинах против ВИЧ.
Уорд добавил, что этот же метод "рациональный" дизайн вакцины – где исследователи используют точные молекулярные детали вируса, чтобы побудить иммунную систему вырабатывать определенные антитела – также может быть применен к усилиям по борьбе с другими вирусами, такими как вирусы гриппа и Эбола.