У тривалій боротьбі за створення ефективної вакцини проти ВІЛ вчені зробили значний крок уперед. Нове дослідження показує, що серія вакцин може стимулювати імунну систему до вироблення потужних антитіл, здатних блокувати широкий спектр штамів ВІЛ, включаючи ті, які зазвичай найважче зупинити.
Дослідження, опубліковане в журналі Immunity, є результатом співпраці вчених з Scripps Research та шведського Каролінського інституту. Їхні результати є переконливим доказом того, що широко нейтралізуючі антитіла (bNAbs), які довгий час вважалися ключовою метою вакцинації проти ВІЛ, можуть бути успішно індуковані у нелюдських приматів. Воно також вказує на нову мішень на спайковому білку ВІЛ, до якої майбутні антитіла можуть успішно приєднуватися, щоб блокувати вірус.
«Особливість цієї роботи полягає в тому, що ми не просто побачили перші ознаки багатообіцяючої реакції, а фактично виділили функціональні широко нейтралізуючі антитіла і точно визначили, де вони зв’язуються на поверхні вірусу», — каже старший автор дослідження Річард Ваятт, професор кафедри імунології та мікробіології Scripps Research. «Це свідчить не тільки про те, що підхід працює, але й про те, чому саме він працює».
Оскільки ВІЛ швидко мутує і в світі існують буквально мільйони різних штамів, що циркулюють серед людей, вчені зосередили свої дослідницькі зусилля на створенні вакцин, які можуть стимулювати організм до вироблення bNAbs, що одночасно розпізнають багато штамів. Хоча деякі люди спонтанно виробляють bNAbs після контакту з ВІЛ, створення вакцини, яка надійно індукує bNAbs у нелюдських приматів або людей, є складним завданням.
У новій роботі Вайатт і його команда спочатку розробили імітатор білка-шипа ВІЛ — ключової частини механізму ВІЛ, на яку націлені антитіла для блокування інфекції. На відміну від попередніх розробок, нові «імітатори шипа» не розпадаються після ін’єкції і дуже схожі на структуру білка-шипа ВІЛ.
Потім група перейшла до двоступеневої стратегії вакцинації. Спочатку вони підготували імунну систему за допомогою версії імітатора шипа, в якій були відсутні ключові цукрові молекули, які зазвичай покривають білок і ускладнюють його розпізнавання. Це допомогло виявити критичну, збережену ділянку шипа: місце зв’язування CD4, де білок шипа приєднується до імунних клітин людини.
Після двох послідовних доз вакцини для підготовки було введено п’ять бустерів з інтервалом приблизно в дванадцять тижнів. Ця серія бустерів білків шипів з різних штамів ВІЛ — тепер з неушкодженим цукровим покриттям — перенавчила імунну систему розпізнавати ту саму ділянку, навіть коли вона була частково прихована.
На думку дослідників, ключовим фактором успіху була продумана послідовність вакцин. «Ми не просто вакцинували навмання», — каже Хав’єр Гуенага, старший науковий співробітник Scripps Research і співавтор нової статті. «Це був раціональний, структурно-орієнтований підхід, спрямований на отримання правильних типів антитіл».
Підхід виявився успішним. Кілька вакцинованих тваринних моделей виробили антитіла, здатні нейтралізувати штами ВІЛ «рівня 2», які є одними з найскладніших для блокування. З однієї тваринної моделі дослідники виділили сімейство антитіл під назвою LJF-0034, яке нейтралізувало майже 70 % із 84 штамів ВІЛ, що існують у світі.
«Неймовірно захоплююче бачити, як вакцина генерує такий широкий спектр дії у нелюдських приматів», — каже старший науковий співробітник Шрідхар Бейл, співавтор роботи. «І це не поодинокий випадок. Ми спостерігали реакції, спрямовані на цю ділянку, у багатьох тварин».
Потім група показала, що антитіла, такі як LJF-0034, зв’язуються з раніше не описаною ділянкою вірусу, з’єднуючи дві частини спайкового білка. Майбутні дослідження можуть допомогти в розробці додаткових вакцин, спрямованих на цю нову, багатообіцяючу ділянку. Вайат каже, що його команда хотіла б оптимізувати вакцину, щоб вона могла надійно викликати реакції, подібні до LJF-0034, у більшої частини реципієнтів.
Зрештою, ефективна схема вакцинації проти ВІЛ, ймовірно, буде включати комбінацію вакцин, які дають різні bNAbs, що діють разом.
«Це далеко не остаточна вакцина», — каже Вайат. «Але наявність нової, високоефективної мішені є надзвичайно захоплюючою і допоможе сформувати наші подальші зусилля».
Одна з вакцин-кандидатів, використана в цьому дослідженні, вже проходить клінічні випробування фази 1, і найближчим часом очікуються перші результати. У цьому дослідженні учасники отримують той самий спайковий білок (без цукрових молекул), який використовувався як вакцина-ініціатор у цьому дослідженні.
Нагадаємо, команда дослідників з Університету Вірджинії пролила світло на один із ключових механізмів, що дозволяє ВІЛ десятиліттями зберігатися в організмі людини, залишаючись поза досяжністю для ліків. У новому дослідженні вчені показали, що навіть незначні зміни в специфічному елементі геному вірусу — осі Rev-RRE — можуть значно впливати на його здатність “ховатися” в латентному стані.