В многолетних усилиях по разработке эффективной вакцины против ВИЧ ученые достигли значительного прогресса. Недавнее исследование демонстрирует, что серия вакцин способна стимулировать иммунную систему к выработке мощных антител, которые могут блокировать различные штаммы ВИЧ, включая те, которые труднее всего нейтрализовать.
Опубликованное в журнале Immunity, это исследование является результатом сотрудничества ученых из Института исследований Scripps и Каролинского института в Швеции. Результаты исследования свидетельствуют о том, что широко нейтрализующие антитела (bNAbs), которые долгое время считались ключевым элементом в вакцинации против ВИЧ, могут быть успешно индуцированы у нечеловеческих приматов. Кроме того, исследование выявило новую мишень на белке-шипе ВИЧ, к которой будущие антитела могут успешно прикрепляться для блокирования вируса.
«Главное отличие этой работы заключается в том, что мы не только наблюдали начальные признаки многообещающего ответа, но и выделили функциональные широко нейтрализующие антитела и точно определили места их связывания на поверхности вируса», — отмечает старший автор исследования Ричард Вайатт, профессор отдела иммунологии и микробиологии в Институте исследований Scripps. «Это свидетельствует не только об эффективности подхода, но и о том, почему он работает».
Из-за быстрых мутаций ВИЧ и миллионов различных штаммов, циркулирующих среди людей во всем мире, ученые сосредоточились на создании вакцин, которые могут стимулировать выработку bNAbs, способных распознавать многие штаммы одновременно. Хотя некоторые люди спонтанно вырабатывают bNAbs после контакта с ВИЧ, создание вакцины, которая надежно индуцирует эти антитела у нечеловеческих приматов или людей, остается сложной задачей.
В новом исследовании Вайатт и его команда сначала разработали имитатор белка-шипа ВИЧ, который является ключевым участком, на который нацелены антитела для блокирования инфекции. В отличие от предыдущих разработок, новые «имитаторы шипа» не распадаются после инъекции и очень похожи на структуру белка-шипа ВИЧ.
Группа исследователей использовала двухступенчатую стратегию вакцинации. Сначала они подготовили иммунную систему с помощью версии имитатора шипа, в которой отсутствовали ключевые сахарные молекулы, которые обычно покрывают белок и затрудняют его распознавание. Это помогло выявить критическую, сохраненную область шипа: место связывания CD4, где белок шипа присоединяется к иммунным клеткам человека.
После двух последовательных доз вакцины для подготовки было введено пять бустерных доз с интервалом примерно в двенадцать недель. Эта серия бустерных доз белков шипов из разных штаммов ВИЧ, теперь с неповрежденным сахарным покрытием, перенаучила иммунную систему распознавать ту же область, даже когда она была частично скрыта.
Подход оказался успешным. Несколько вакцинированных животных выработали антитела, способные нейтрализовать штаммы ВИЧ «уровня 2», которые являются одними из самых сложных для блокирования. У одного животного исследователи выделили семейство антител под названием LJF-0034, которое нейтрализовало почти 70% из 84 глобальных штаммов ВИЧ.
«Невероятно захватывающе видеть, как вакцина генерирует такой широкий спектр антител у нечеловеческих приматов», — говорит старший научный сотрудник Шридхар Бейл, соавтор работы. «И это не единичный случай. Мы наблюдали реакции, направленные на этот участок, у многих животных».
Группа также показала, что антитела, такие как LJF-0034, связываются с ранее не описанным участком вируса, соединяя две части белка-шипа. Будущие исследования могут помочь в разработке дополнительных вакцин, направленных на эту новую, перспективную область. Вайатт отмечает, что его команда хотела бы оптимизировать вакцину так, чтобы она могла надежно вызывать реакции, подобные LJF-0034, у большего количества реципиентов.
В конечном счете, эффективная схема вакцинации против ВИЧ, вероятно, будет включать комбинацию вакцин, которые дают различные bNAbs, действующие вместе.
«Это далеко не окончательная вакцина», — говорит Вайатт. «Но наличие новой, высокоэффективной мишени является невероятно захватывающим и поможет сформировать наши дальнейшие усилия».
Одна из вакцин-кандидатов, использованная в этом исследовании, уже проходит клинические испытания первой фазы, и в ближайшее время ожидаются первые результаты. В этом исследовании участники получают тот же белок-шип (без сахарных молекул), который использовался как вакцина-инициатор в этом исследовании.
Напомним, недавно команда исследователей из Университета Вирджинии пролила свет на один из ключевых механизмов, позволяющий ВИЧ десятилетиями храниться в организме человека, оставаясь вне досягаемости для лекарства. В новом исследовании ученые показали, что даже незначительные изменения в специфическом элементе генома вируса – оси Rev-RRE – могут оказывать значительное влияние на его способность «скрываться» в латентном состоянии.