22.10.2020

Ученые преодолевают препятствия в разработке вакцины против ВИЧ

hiv
                ВИЧ заражает клетки человека. Кредит: NIH

Ученые из Исследовательского института Скриппса (TSRI) сделали еще один важный шаг в разработке вакцины против ВИЧ. Разработка стала возможной благодаря предыдущим исследованиям в ЦНИИ, показывающим структуры белка на поверхности ВИЧ, называемого оболочкой гликопротеина. Ученые использовали эти структуры для создания имитатора вирусного белка из другого подтипа ВИЧ, подтипа С, который ответственен за большинство инфекций во всем мире.
                                                                                       

Новый иммуноген теперь является частью растущей библиотеки иммуногенов, разработанных TSRI, которые однажды могут быть объединены в вакцину для борьбы со многими штаммами ВИЧ.

«Все эти исследования направлены на поиск комбинаций иммуногенов для защиты людей от ВИЧ-инфекции», — сказал профессор TSRI Ян Уилсон, профессор структурной биологии Hanson и заведующий кафедрой интегративной структурной и вычислительной биологии в TSRI.

Исследование, недавно опубликованное в журнале Immunity, было проведено Уилсоном и профессором иммунологии TSRI Ричардом Уайеттом, который также является директором по вирусной иммунологии для Международной инициативы по вакцине против СПИДа (IAVI) Neutralizing. Центр антител в ЦНИИ.

Новое исследование было опубликовано вместе со вторым исследованием в Immunity, проведенным учеными из Каролинского института в Стокгольме, которое показало, что кандидат на вакцину, разработанный в исследовании под руководством TSRI, может вызывать нейтрализующие антитела в нечеловеческие приматы.

«Вместе эти два исследования подтверждают, как структурный дизайн иммуногена может способствовать разработке вакцин», — сказал Уайетт.

Решение структуры Clade C

ВИЧ быстро мутирует, поэтому по всему миру циркулируют бесчисленные штаммы ВИЧ. Из этих штаммов ученые, как правило, концентрируются на наиболее распространенных угрозах, называемых кладами А, В и С.

Подобно вакцине против гриппа, эффективная вакцина против ВИЧ должна защищать от нескольких штаммов, поэтому исследователи разрабатывают набор иммуногенов, которые можно вводить людям последовательно или в виде коктейля, чтобы их иммунная система могла подготовиться к любому штамму, к которому они подходят против.

В 2013 году ученые TSRI, возглавляемые Уилсоном и доцентом TSRI Эндрю Уордом, определили структуру гликопротеина оболочки A, которая распознает клетки-хозяева и содержит механизм, который ВИЧ использует для слияния с клетками. Поскольку это единственная мишень для антител на поверхности ВИЧ, эффективная вакцина против ВИЧ должна запускать выработку антител для нейтрализации вируса, блокируя эти действия.

Опираясь на предыдущее оригинальное исследование, ученые в новом исследовании решили выяснить структуру гликопротеина клады C и дать возможность иммунной системе бороться с вирусами клады C.

«Клетка C является наиболее распространенным подтипом ВИЧ в странах Африки к югу от Сахары и в Индии», — пояснил соавтор исследования Хавьер Гуенага, сотрудник IAVI, работающий в TSRI. «Штаммы C ВИЧ ответственны за большинство инфекций во всем мире».

Ученые столкнулись с большой проблемой: гликопротеин оболочки C, как известно, нестабилен, а молекулы подвержены распаду.

Генага нуждался в том, чтобы молекулы оставались вместе в качестве тримера, чтобы его соавтор Фернандо Гарсес мог получить четкое представление о тримерной структуре гликопротеина клады С. Чтобы решить эту проблему, Guenaga реконструировал гликопротеин и усилил взаимодействие между молекулами. «Мы усилили структуру, чтобы заставить растворимую молекулу собираться так, как она есть на вирусной поверхности», — сказала Генага.

Проект набрал терпение, но окупился. «Несмотря на всю конструкцию, используемую для получения стабильного белка C, эти кристаллы (белка C) были выращены в очень сложных условиях при 4 градусах Цельсия, и для получения полного набора данных потребовалась дифракция множества кристаллов, поскольку они показали высокий уровень чувствительность к радиационному повреждению, «сказал Гарсес. «В целом, это подчеркивает огромные усилия, предпринятые командой, чтобы сделать доступной молекулярную архитектуру этого очень важного иммуногена».

Благодаря этим усилиям гликопротеин может оставаться вместе в растворе так же, как он остается вместе на самом вирусе. Затем исследователи сняли изображение гликопротеина с высоким разрешением, используя метод, называемый рентгеновской кристаллографией.

У исследователей наконец-то появилась карта гликопротеина клады С.

Кандидат на вакцину показывает обещание

В сопутствующем исследовании ученые работали с группой в Каролинском институте, чтобы проверить иммуноген на основе результатов Генаги. Иммуноген был спроектирован так, чтобы он появлялся на поверхности большой молекулы, называемой липосомой, создавая своего рода вирусную имитацию, похожую на фотографию вируса.

Этот кандидат на вакцину действительно побудил иммунную систему вырабатывать антитела, которые нейтрализовали соответствующий штамм ВИЧ клады C при тестировании на приматах, не являющихся людьми.

«Было приятно видеть», — сказала Генага. «Это исследование показало, что полученные нами иммуногены не являются искусственными молекулами — они действительно важны для защиты от ВИЧ в реальном мире».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *