Oamenii de știință au proiectat și validat o strategie promițătoare de vaccin împotriva HIV

Oamenii de știință au proiectat și validat o strategie promițătoare de vaccin împotriva HIV
octombrie 04 13:51 2022
Articol scris de:
Timp citire articol: 6 minut(e)

O echipă de oameni de știință din Statele Unite a raportat progrese cheie în dezvoltarea unui vaccin eficient împotriva virusului imunodeficienței umane (HIV). 

Noi cercetări ale oamenilor de știință de la Scripps Research, IAVI, Institutul Ragon și compania farma Moderna, publicate în Immunity, în două lucrări individuale, descriu primii pași într-o abordare pentru dezvoltarea unui vaccin care urmărește să stimuleze crearea de anticorpi de neutralizare cu spectru larg (bnAbs), care pot proteja împotriva multor variante diferite ale unui virus.

Echipa a identificat anticorpi cu spectru larg bnAb și genele umane necesare pentru a-i produce.

Proiectarea unor candidați de vaccin cu proteine ​​și ARNm pentru dezvoltarea anticorpilor bnAb și validarea acestora, deschide calea pentru crearea un vaccin eficient împotriva HIV, spun oamenii de știință.

„Cele două studii descriu un efort de colaborare pentru o mai bună înțelegere genetică și structurală a anticorpilor bnAbs și a vaccinurilor obținute prin procesul de inginerie inversă/de reconstrucție („reverse engineering”), pentru a obține anticorpii bnAb”, spune autorul principal William Schief, profesor și director executiv pentru proiectarea vaccinurilor la Centrul de neutralizare a anticorpilor IAVI de la Scripps Research.

HIV a rămas unul dintre cele mai dificile virusuri datorită capacității sale naturale de a suferi rapid mutații și de a evita sistemul imunitar. Descoperirile echipei marchează un pas crucial înainte în depășirea acestor obstacole și crearea unui vaccin eficient împotriva HIV, spun autorii.

Cercetătorii au studiat multă vreme modul în care un procent mic de persoane infectate cu HIV sunt capabile să producă anticorpi bnAb. Chiar și atunci când anticorpii bnAbs se dezvoltă în timpul infectării, aceștia apar prea târziu însă pentru a putea bloca virusului.

Cercetătorii au demonstrat acum că anticorpii bnAbs pot proteja împotriva virusului dacă sunt prezenți înainte ca o persoană să se infecteze cu HIV. Această observație i-a determinat pe oamenii de știință să încerce să dezvolte vaccinuri care induc anticorpi bnAbs la indivizi sănătoși, dar proiectarea unor astfel de vaccinuri s-a dovedit dificilă.

Noile cercetări urmăresc să producă anticorpi specifici bnAbs și apoi să proiecteze vaccinuri personalizate care să convingă sistemul imunitar să producă treptat anticorpii bnAbs țintă.

Echipa s-a concentrat pe anticorpii bnAbs care se leagă de vârful proteinei HIV (într-un mod asemănător  cu proteina spike a SARS-CoV-2). Acești bnAbs de vârf folosesc bucle extrem de lungi (numite bucle HCDR3) pentru a străpunge ca o suliță proteina de vârf. Prin legarea de vârful HIV, bnAbs împiedică virusul să infecteze celulele umane.

Oamenii de știință au determinat mai întâi dacă populația generală are celule precursoare care ar duce în cele din urmă la producerea acestor anticorpi bnAbs puternici.

„Pentru a face un vaccin eficient, trebuie mai întâi să găsim anticorpii precursori care se pot dezvolta în bnAb, și să vedem dacă acești anticorpi precursori sunt regăsiți în populația generală pentru a putea fi stimulați”, a explicat co-autorul primului ambelor lucrări, Zachary Berndsen, profesor asistent de biochimie la Universitatea din Missouri.

Toți anticorpii bnAbs se maturizează dintr-un tip de globule albe, producătoare de anticorpi, numite celule B naive. Aceste celule B sunt adesea denumite precursori de „linii germinale”.

Prin analizele bioinformatice ale unei baze de date masive, de 1,2 miliarde de secvențe de anticorpi umani, cercetătorii au descoperit că doi anticorpi bnAbs de vârf au cel mai frecvent precursor în celulele B. Această descoperire a determinat echipa să se concentreze pe dezvoltarea unui vaccin adaptat pentru a induce aceste două tipuri de anticorpi bnAb.

„Buclele lungi HCDR3 din anticorpii de vârf bnAbs sunt rare în anticorpii umani, așa că ne-am putea aștepta ca precursorii acestor anticorpi de vârf să fie, de asemenea, rari”, spune unul dintre autori, Jordan Willis, cercetător principal la centrul Neutralizing Antibody, IAVI, de la Scripps Research.

Cercetătorii au descoperit că două clase de anticorpi bnAbs de vârf au avut precursori relativ comuni, și au decis să se concentreze pe o strategie de proiectare a unui vaccin care să stimuleze acești doi anticorpi bnAbs.

Oamenii de știință au mai descoperit că proteinele naturale cu vârf ale HIV nu se leagă de precursorii liniei germinale ai celor doi anticorpi bnAb țintă, ceea ce înseamnă că utilizarea unei proteine ​​​​naturale cu vârf HIV ca vaccin nu ar induce răspunsurile bnAb dorite.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au conceput o proteină modificată cu vârf HIV care se poate lega de precursorii liniei germinale pentru cei doi anticorpi bnAbs țintă. Noua proteină de vârf concepută servește ca „imunogen de amorsare”, prima injecție a vaccinului, care leagă și activează celulele B precursoare potrivite pentru a începe procesul de producere a anticorpilor bnAbs de vârf vizați.

„Primul pas în proiectarea unui vaccin pentru a induce acești anticorpi bnAbs de vârf a fost proiectarea unui imunogen de amorsare cu o afinitate mare de legare la precursorii potriviți ai liniei germinale”, a declarat Krystal Ma, de la Scripps Research.

În continuare cercetătorii vor proiecta o serie de imunogeni de stimulare care pot maturiza anticorpii precursori în cei doi anticorpi bnAbs țintă. După multe runde de proiectare și teste extinse in vitro, combinate cu „instantanee” de microscopie crio-electronică de la laboratorul Ward, care au oferit o perspectivă asupra modului în care virusul ar putea lupta împotriva anticorpilor bnAbs, echipa a reușit să creeze un imunogen de amorsare de succes.

Noul imunogen a fost capabil să se lege cu succes de celulele B precursoare ale liniei germinale și să obțină răspunsurile dorite la șoareci care exprimă genele liniei germinale bnAb la aceeași frecvență scăzută ca și la om.

„Acesta este un pas foarte important, deoarece arată că vaccinarea cu imunogenul nostru poate provoca, de fapt, răspunsuri la precursorii pe care îi vizam”, a spus Willis, unul dintre cercetători. „De asemenea, am arătat că vaccinarea cu o proteină HIV nemodificată nu ar putea provoca aceste răspunsuri”, a mai spus el.

Răspunsurile produse de acești anticorpi au arătat că aceștia au potențialul de a se dezvolta în anticorpi bnAbs, care ar putea lupta împotriva HIV, pe care oamenii de știință vor încerca să îi obțină în studii viitoare, folosind diferiți imunogeni de stimulare care sunt încă în stadiul de proiectare.

Întrucât un vaccin de succes trebuie să fie viabil și din punct de vedere al producției, echipa a colaborat cu oameni de știință de la Moderna pentru a formula cu succes imunogeni care vizează liniile germinale în vaccinuri ARNm (similar cu vaccinurile anti-Covid-19). Această abordare a furnizat răspunsuri mult mai bune pentru producerea de anticorpi la șoareci decât formularea tipică de vaccin, fiind în același timp mult mai ușor și mai rapid de fabricat.

Cu această validare, cercetătorii continuă în prezent să perfecționeze noua abordare de vaccin și să o testeze în modele suplimentare, pentru ca mai apoi să înceapă studiile pe oameni.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu