Cząsteczki pochodzące z Lam celują w utajone szczepy wirusa HIV

Zespół badawczy z Georgia State University opracował maleńkie, silne cząsteczki, które mogą atakować utajone szczepy HIV. Źródło? Geny przeciwciał z DNA lamy.

Badanie, prowadzone przez profesora biologii Jianlianga Xu, wykorzystuje nanobodies pochodzące z lam, aby szeroko neutralizować wiele szczepów HIV-1, najczęstszej formy wirusa. Nowe badania zespołu zostały opublikowane w czasopiśmie Advanced Science.

„Ten wirus znalazł sposób, aby ominąć nasz układ odpornościowy. Normalne przeciwciała są duże, więc trudno im znaleźć i zaatakować powierzchnię wirusa. Te nowe przeciwciała mogą to ułatwić” – powiedział Jiangliang Xu, adiunkt biologii na Georgia State University.

Naukowcy poszukujący skutecznego leczenia i zapobiegania HIV pracują z wielbłądowatymi, takimi jak lamy, od około 15 lat. Dzieje się tak, ponieważ kształt i cechy ich przeciwciał sprawiają, że są one bardziej elastyczne i skuteczniejsze w identyfikowaniu i neutralizowaniu obcych obiektów, takich jak wirus HIV.

Te nowe badania przedstawiają szeroko stosowaną metodę poprawy wydajności nanociał. Nanociała to zaprojektowane fragmenty przeciwciał, które mają około jedną dziesiątą wielkości typowego przeciwciała. Są wykonane z elastycznych, w kształcie litery Y przeciwciał składających się wyłącznie z ciężkich łańcuchów — składających się z dwóch ciężkich łańcuchów — które są skuteczniejsze w zwalczaniu niektórych wirusów niż typowe przeciwciała z lekkimi łańcuchami.

Nanociała składają się z elastycznych przeciwciał w kształcie litery Y, zbudowanych z peptydów łańcucha ciężkiego, które mogą być skuteczniejsze w zwalczaniu niektórych wirusów.

W ramach badania naukowcy immunizowali lamy specjalnie zaprojektowanym białkiem, co prowadzi do produkcji neutralizujących nanociał. Następnie Jiangliang Xu i jego zespół zidentyfikowali nanociała, które mogłyby atakować wrażliwe miejsca wirusa. Gdy zespół stworzył nanociała w potrójnym tandemie — powtarzając krótkie odcinki DNA — powstałe nanociała były niezwykle skuteczne, neutralizując 96 procent różnych szczepów HIV-1.

Dalsza analiza wykazała, że te nanociała naśladują rozpoznawanie receptora CD4, kluczowego gracza w zakażeniu HIV. Aby zwiększyć ich skuteczność, nanociała zostały połączone z szeroko neutralizującym przeciwciałem (bNAb), co zaowocowało nowym przeciwciałem o niespotykanych dotąd zdolnościach neutralizujących.

„Zamiast tworzyć koktajl przeciwciał, możemy teraz stworzyć pojedynczą cząsteczkę, która może zneutralizować HIV” – powiedział Jiangliang Xu. „Pracujemy z szeroko neutralizującym nanociałem, które może zneutralizować ponad 90 procent krążących szczepów HIV, a gdy połączymy to z innym bNAb, który również neutralizuje około 90 procent, razem mogą zneutralizować prawie 100 procent”.

Jianliang Xu rozpoczął te badania w Centrum Badań nad Szczepionkami Narodowego Instytutu Zdrowia w Bethesdzie w stanie Maryland, gdzie współpracował z zespołem ponad 30 naukowców. W skład zespołu wchodził Peter Kwong, profesor biochemii i biofizyki molekularnej na Uniwersytecie Columbia oraz współautor badania. Od czasu przybycia Jianliang Xu na Georgia State University w 2023 r. jest mentorem Peyton Chan, doktorantki na Georgia State University. Wspólnie pracują nad rozszerzeniem tych potencjalnych metod leczenia.

Chan powiedziała, że jest podekscytowana perspektywami innowacyjnych badań.

„Te nanociała są najlepszymi i najsilniejszymi przeciwciałami neutralizującymi do tej pory, co uważam za bardzo obiecujące dla przyszłości terapii HIV i badań nad przeciwciałami” — powiedział Chan. „Mam nadzieję, że pewnego dnia te nanociała zostaną zatwierdzone do leczenia HIV”.

Według Jiangliang Xu przyszłe wysiłki będą skupione na łączeniu nanocząsteczek lamy z innymi istniejącymi bNAb, aby sprawdzić, czy niektóre z tych kombinacji mogą osiągnąć 100-procentową neutralizację i zapewnić nowe opcje leczenia w walce z wirusem HIV.