Vaccinul HIV a generat cu succes anticorpi neutralizanți în primate
Un nou vaccin HIV dezvoltat de La Jolla Institute for Immunology (LJI), Scripps Research și IAVI ar putea proteja oamenii de infecția cu HIV și de SIDA.
Această vaccinare este prima care a generat un număr mare de anticorpi „broadly neutralizing”, capabili să lupte împotriva virusului, în rândul primatelor.
„Aceasta se simte ca un succes uriaș”, a declarat Shane Crotty, profesor la LJI, care a co-condus cercetarea împreună cu William Schief de la Scripps Research. „Am construit un vaccin de succes de la zero, ceea ce a necesitat o înțelegere profundă a sistemului imunitar.”
Cercetarea inovatoare, publicată în Nature, este rezultatul a 14 ani de colaborare între La Jolla Institute for Immunology și Scripps Research, în cadrul Scripps Consortium for HIV/AIDS Vaccine Development (CHAVD). „Acest proiect a fost asemănător unei misiuni Apollo, având un obiectiv excepțional și o echipă care a trebuit să facă o multitudine de descoperiri și invenții pe parcurs”, a adăugat Crotty.
Noul vaccin funcționează prin intervenția într-un proces numit maturarea celulelor B. Aceste celule produc anticorpi și, ca multe alte celule imune, au o etapă inițială de „naivitate” înainte de a fi pregătite să producă anticorpi. Celulele B încep să se matureze atunci când primesc semnalul că un patogen, cum ar fi un virus, încearcă să atace.
Celulele B recunosc fragmente ale structurii moleculare a patogenului și încep să producă anticorpi care se pot lega de acea structură și bloca infecția. Poate dura ceva timp pentru ca celulele B să găsească „ținta” corectă pe un patogen, dar ele continuă să încerce.
Pe măsură ce se maturizează, celulele B își rafinează producția de anticorpi, ajustând structurile acestora pentru a se lega de patogen în locurile vulnerabile. Dezvoltarea celulelor B este descrisă ca un proces de antrenament sau bootcamp. În majoritatea cazurilor, organismul rămâne cu o armată bine pregătită de celule B.
HIV este greu de învins deoarece nu le oferă celulelor B șansa de a dezvolta anticorpi eficienți. Prima problemă este că HIV se deghizează în fața sistemului imunitar. Virusul este acoperit cu o mantie mereu schimbătoare de molecule de zahăr, numite glicani, ceea ce îi permite să treacă neobservat prin celulele umane, care sunt, de asemenea, acoperite cu glicani.
A doua problemă majoră este că HIV se mută foarte repede. „Diversitatea mondială a mutațiilor HIV este extraordinară. Chiar și diversitatea în cadrul unei singure persoane care trăiește cu HIV este dramatică”, a afirmat Patrick Madden de la LJI, care a fost co-autor principal al studiului împreună cu Jon Steichen de la Scripps Research.
A treia problemă este că HIV își schimbă forma atunci când infectează celulele umane. Chiar dacă celulele B reușesc să vadă structura virală – dintr-o dată! – structura se schimbă.
Aceste probleme împreunate rareori le oferă celulelor B șansa de a-și perfecționa răspunsurile anticorpilor împotriva HIV. Chiar dacă o celulă B reușește să producă anticorpi neutralizanți, virusul poate muta sau schimba forma, făcând acei anticorpi inutili.
Echipele de la LJI și Scripps Research au petrecut ani de zile în căutarea anticorpilor „broadly neutralizing” care pot realmente să se lege de HIV și să recunoască structuri virale esențiale, chiar și atunci când restul virusului se mută. Acești anticorpi sunt foarte, foarte rari, dar pot fi găsiți în mostrele de sânge ale unui număr mic de persoane care trăiesc cu HIV.
Un vaccin HIV eficient ar trebui să stimuleze sistemul imunitar să producă acești anticorpi broadly neutralizing. „Cum am putea schimba întregul răspuns imun astfel încât răspunsurile rare să devină răspunsuri comune? Aceasta a fost o provocare critică cu care ne-am confruntat”, a spus Crotty.
Era timpul să ne întoarcem la bootcamp-ul celulelor B. Oamenii de știință au studiat ce anume făcea ca celulele B care luptau împotriva HIV să fie speciale. Apoi au inversat procesul pentru a vedea exact cum aceste celule B s-au maturizat. Prin analizarea procesului de maturare, cercetătorii au putut urmări modul în care celulele B s-au schimbat când au văzut părți specifice ale structurii HIV.
Echipa a descoperit că celulele B s-au maturat pentru a produce anticorpi broadly neutralizing după ce au avut o primă vedere a unor părți ale proteinelor de „envelopă” ale HIV. Deoarece aceste locuri virale au provocat un răspuns imun, oamenii de știință le-ar numi „antigeni”.
Un vaccin HIV eficient ar trebui să includă probabil modele ale acestor antigeni. Antigenii ar funcționa ca fotografiile celor mai căutați criminali din America. Dacă celulele B ar vedea acești antigeni devreme și frecvent, s-ar antrena să recunoască și chiar să neutralizeze HIV.
„Încercam să imităm progresia acelor anticorpi neutralizanți”, a spus Patrick Madden.
Într-un efort de inginerie moleculară, laboratorul Schief a dezvoltat molecule de vaccin care seamănă cu antigenii HIV reali. Oamenii de știință au colaborat apoi cu Emory National Primate Research Center pentru a testa acest vaccin HIV potențial pe o specie de primate non-umane numită macaque rhesus.
În prima fază, cercetătorii au administrat un vaccin „primar” menit să activeze celulele B naive ale fiecărui animal. Apoi, animalele au primit o serie de „injectări de stimulare” pentru a ajuta celulele B să se dezvolte pe calea corectă.
„Această serie de vaccinări va ghida, sau ‘va plimba’, o celulă B de la stadiul său naiv la stadiul său broadly neutralizing”, a explicat Madden.
Această nouă abordare a vaccinului este numită „targetare a liniei germinale” deoarece vizează celulele B naive în forma lor „liniei germinale”, înainte de a începe procesul de antrenament.
Cercetătorii au constatat că aproximativ 44% dintre animale au reușit să producă anticorpi broadly neutralizing împotriva HIV în sângele lor. Acești anticorpi au fost impresionant de abundanți.
„Am reușit să transformăm răspunsurile ultra-rare ale anticorpilor în răspunsuri comune până la finalul procesului de vaccinare”, a adăugat Crotty. În alte cercetări recent publicate, ei au raportat o nouă strategie de accelerare a răspunsurilor anticorpilor vaccinului corespunzătoare.
Echipa nu a testat dacă acești anticorpi ar putea preveni infecția, dar este semnificativ că acești anticorpi ar putea fi găsiți în sânge, unde ar putea întâlni și bloca HIV.
Laboratorul Crotty intenționează să investigheze cum ar putea schimba regimul de vaccinări de stimulare pentru a face vaccinul HIV și mai eficient. „A fost incredibil să obținem aceste rezultate, dar, desigur, ne-am dori să vedem un răspuns în 100% dintre
