«На самом деле это первый пример того, как мы можем вернуться к действительно ранней стадии, чтобы увидеть, как эта линия антител зародилась и может развиваться», — сказал биолог TSRI Цзян Чжу, который был соавтором исследования.Исследование проводилось в рамках международного сотрудничества под руководством Юсин Ли из Университета Мэриленда, Имин Шао из Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний (China CDC), Пекинского университета и Университета Нанкай и Яна Уилсона из TSRI.
Новые знания об эволюции и ключевых характеристиках антител против ВИЧ могут помочь исследователям разработать вакцину для предотвращения СПИДа.Исследование, опубликованное 5 апреля 2016 года в Интернете перед выходом в печать, будет использовано в качестве обложки журнала Immunity.Ориентация на вирусВИЧ трудно победить, потому что вирус быстро мутирует и обладает надежным набором защит, включая «щит» из молекул гликана на поверхности гликопротеинов его оболочки.
Эти гликопротеины представляют собой вирусный аппарат, используемый для первоначального контакта и последующего заражения человеческих клеток-хозяев.Поскольку ВИЧ представляет собой серьезную проблему для иммунной системы, ученые не могут использовать традиционные методы для создания вакцины.
Вместо этого, объяснил Чжу, они должны «перепроектировать» подходящие вакцины, используя в качестве ориентира редкие эффективные антитела от ВИЧ-инфицированных пациентов.Антитело в новом исследовании было получено от пациента из Китая, которого ученые называют «элитным» контролером, что означает, что иммунная система пациента сумела создать антитела с некоторой способностью бороться с болезнью.
Пациент входил в пятерку лучших нейтрализаторов, оцененных в ходе скрининга сотен китайских пациентов с ВИЧ, проведенного учеными Китайского центра контроля заболеваний.Генетически антитело, обнаруженное у этого донора, напоминало представителей класса антител VRC01, которые являются «широко нейтрализующими антителами», названными в честь их способности воздействовать на ключевой участок уязвимости многих штаммов вируса.Однако у нового антитела также отсутствовала одна из ключевых структурных черт антител против VRC01. «В этом антителе было что-то немного странное, — сказал Чжу.Дальнейшие исследования генетики и структуры антитела показали, что оно было предшественником зрелых антител VRC01 — другими словами, оно представляло собой средний этап в эволюции этого класса убийц ВИЧ.
Чжу назвал это антитело «подростком» и сказал, что оно дает ученым уникальное представление о шагах, необходимых для того, чтобы заставить иммунную систему эффективно воздействовать на ВИЧ.Руководство по развитию антителИсследователи изучали образцы, взятые у пациента в течение пяти лет, начиная с 2006 года, когда Чжу сказал, что антитело было «малышом».
Каждый образец показал, что антитело находится на разной стадии развития, что дает исследователям возможное руководство о том, как вызвать эти антитела с помощью вакцины.Чжу и его коллеги были удивлены, обнаружив, что антитело быстро эволюционировало в период с 2006 по 2008 год, приобретя многие черты, необходимые для борьбы с ВИЧ.
Этот вывод противоречит предыдущим исследованиям, предполагающим, что антителам VRC01 может потребоваться до 10-15 лет, чтобы развить полезные черты.«Это была надежная теория — пока мы не увидели антитела от этого донора», — сказал Чжу.«Теперь мы знаем, что эти специализированные антитела могут развиться всего за один или два года», — добавил научный сотрудник TSRI Яцзин Чен, который вместе с Леопольдом Конгом (ранее из TSRI, теперь в NIH) был одним из первых авторов исследования, штатным научным сотрудником TSRI. Линлинг Хэ, Бинь Цзюй, Цзяньдун Лю и Ли Рен из Китайского центра контроля заболеваний.
Чжу сказал, что это открытие обнадеживает, поскольку вакцина против ВИЧ также должна побуждать организм быстро вырабатывать антитела.Ученые также заметили препятствие, которое им придется преодолеть при создании собственных антител: у подросткового VRC01 аминокислотная цепь немного длиннее на одном участке, чем у зрелой версии, и эта цепь конфликтует с частью гликопротеинового щита (gp120) на одном участке. ВИЧ и не дает антителу эффективно нейтрализовать вирус.Исследователям удалось настроить незрелое антитело, чтобы превратить его в широко нейтрализующее антитело. «Пока у вас есть некоторые из этих сигнатур VRC01, антитела подростковой стадии могут стать убийцей ВИЧ», — сказал Чжу.
Исследователи также отметили, что это первый случай, когда антитело, подобное VRC01, было выделено от пациента азиатского происхождения — другие антитела VRC01 были получены от пациентов из Африки или европеоидной расы. Это означает, что люди с различным генетическим прошлым могут получить пользу от вакцины, которая использует способность человека вырабатывать VRC01.
«Это может быть важно для разработки универсальной вакцины против ВИЧ», — сказал Чжу.