«Препятствием на пути к созданию эффективной вакцины против ВИЧ является трудность заставить иммунную систему вырабатывать антитела против сахарного щита множества штаммов ВИЧ», — сказал Лай-Си Ван, профессор химии и биохимии в UMD. "Наш метод решает эту проблему, создавая компонент вакцины, который имитирует белково-сахарную часть этого щита."
Ван и соавторы разработали вакцину-кандидат, используя фрагмент белка ВИЧ, связанный с сахарной группой. При введении кроликам вакцина-кандидат стимулировала ответы антител против сахарного щита у четырех различных штаммов ВИЧ.
Результаты были опубликованы в журнале Cell Chemical Biology 26 октября 2017 г.
Белковый фрагмент вакцины-кандидата происходит от gp120, белка, который покрывает ВИЧ как защитную оболочку. Сахарный щит покрывает конверт gp120, укрепляя защиту от ВИЧ. Редкие ВИЧ-инфицированные люди, которые могут сдерживать вирус без лекарств, обычно имеют антитела, атакующие gp120.
Исследователи пытались создать вакцину против ВИЧ, нацеленную на gp120, но безуспешно по двум причинам. Во-первых, сахарный щит на ВИЧ напоминает сахара, обнаруженные в организме человека, и поэтому не стимулирует сильный иммунный ответ. Во-вторых, существует более 60 штаммов ВИЧ, и вирус часто мутирует.
В результате антитела против gp120 из одного штамма ВИЧ не будут защищать от других штаммов или мутантного штамма.
Чтобы преодолеть эти проблемы, Ван и его сотрудники сосредоточились на небольшом фрагменте белка gp120, который является обычным среди штаммов ВИЧ. Исследователи использовали метод синтетической химии, который они ранее разработали, чтобы объединить фрагмент gp120 с молекулой сахара, также распространенной среди штаммов ВИЧ, чтобы имитировать сахарный щит на оболочке ВИЧ.
Затем исследователи ввели кроликам кандидатную белково-сахарную вакцину и обнаружили, что иммунная система кроликов вырабатывает антитела, которые физически связываются с gp120, обнаруженными в четырех доминирующих штаммах ВИЧ, циркулирующих сегодня. Введение кроликам вакцины-кандидата, которая содержала фрагмент белка без сахарной группы, приводило к антителам, которые в основном связывались с gp120 только из одного штамма ВИЧ.
«Этот результат был значительным, потому что производство антител, которые непосредственно нацелены на защитный сахарный щит, является важным шагом в развитии иммунитета против мишени и, следовательно, первым шагом в разработке действительно эффективной вакцины», — сказал Ван.
Хотя антитела кроликов связывались с gp120, они не препятствовали заражению клеток живым ВИЧ.
Этот результат не удивил Ванга, который отметил, что для выработки иммунитета против ВИЧ у людей обычно требуется до двух лет, а исследование на животных длилось всего два месяца.
"Мы еще не добились успеха", — отметил Ван. "Но способность вакцины-кандидата вырабатывать значительные антитела против сахарного щита всего за два месяца обнадеживает; другим исследованиям потребовалось до четырех лет для достижения аналогичных результатов.
Это означает, что наша молекула является относительно сильным индуктором иммунного ответа."
Следующими шагами исследователей будет проведение долгосрочных исследований в сочетании с другими вакцинами-кандидатами, уточнение того, с какими областями gp120 связываются антитела, и определение того, как они могут повысить эффективность антител при нейтрализации ВИЧ.