Vývoj vakcíny proti HIV bol mätúcou výzvou, ktorá väčšinou viedla k zlyhaniu, ale vedci teraz identifikovali kľúčové faktory, ktoré niektorým ľuďom umožňujú prirodzene potlačiť vírus HIV - práca, ktorá by mohla viesť k lepším vakcínam na liečenie a prevenciu infekcie. Vedci sa domnievajú, že identifikovali kľúčové body na povrchu vírusu, kde imunitný systém môže úspešne napadnúť HIV
Výskum, ktorý vykonáva Ragonov inštitút, spolupráca rôznych pridružených spoločností Harvardskej univerzity a Massachusettsovho technologického inštitútu (MIT), je uvedený v novom dokumente uverejnenom v časopise Science . Nadväzuje na štúdiu dvoch malých skupín ľudí, ktorí sú prirodzene schopní šíriť HIV oveľa lepšie ako priemerný pacient.
„To, čo robí pokrok v medicíne, je skutočne poučenie sa od pacientov, “ hovorí Bruce Walker, riaditeľ Ragonovho inštitútu a hlavný autor štúdie. "Na klinike vidím niečo, čo sa nezhoduje s obvyklým vzorcom, ako napríklad niekto, kto sa darí skutočne dobre napriek tomu, že je infikovaný vírusom HIV, ktorý identifikuje extrémne hodnoty, ktoré sú v konečnom dôsledku také dôležité na vysvetlenie celého procesu ochorenia."
Jedna skupina nazývaná „viremickí kontrolóri“, menej ako päť percent infikovaných vírusom HIV, je schopná držať vírus v krvi na menej ako 2 000 kópií na mililiter po mnoho rokov, niekedy desaťročia, bez použitia antiretrovírusových liekov. „Elite kontrolóri“, menej ako polovica jedného percenta vírusov HIV, majú ešte silnejšiu imunitnú kontrolu a dokážu potlačiť vírus pod úrovňou detekcie (50 kópií na mililiter krvi) pomocou štandardného testu na infekciu HIV. (HIV sa všeobecne šíri rýchlo, infikuje a usmrcuje bunky imunitného systému a zanecháva osobu, ktorá je čoraz zraniteľnejšia na bežné infekcie, približne po desiatich rokoch bez antiretrovírusovej liečby.) Spoločnosť Ragon identifikovala približne 1 800 kontrolórov počas pätnástich rokov celosvetového hľadania.
Predchádzajúci výskum identifikoval vzory špecifických ľudských leukocytových antigénov (HLA) - geneticky založené markery na povrchu buniek, ktoré regulujú funkciu imunitného systému - ktoré boli spojené so zvýšenou ochranou proti HIV. Tieto markery HLA však vysvetlili iba asi 20 percent z celkového účinku, zatiaľ čo keď špecifický HLA zvýšil pravdepodobnosť, že človek môže vírus kontrolovať, nepomohlo to vôbec asi tretine pacientov. Na potlačovaní vírusu HIV sa muselo podieľať ešte niečo iné.
Nový výskum skúmal štruktúru samotného HIV a určil konkrétne časti vírusu, na ktoré sa zameriava imunitný systém, aby sa pokúsil vysvetliť, ako niektorí ľudia odolávajú šíreniu HIV.
HIV sa zhromažďuje na povrchu infikovaného makrofágu (druh bielych krviniek). HIV virióny sa označili zelenou fluorescenčnou značkou a potom sa prezerali pod fluorescenčným mikroskopom. (Liza Gross / PLoS Biology e445 (2006) prostredníctvom CC BY 2.5) Výskumný tím spoločnosti Ragon sa zapojil do databázy proteínových dát, databázy trojrozmerných štruktúr proteínových molekúl, o informácie o 12 z 15 proteínov, ktoré tvoria vírus HIV. Pomocou matematického modelovania identifikovali uzly, v ktorých je najväčší počet proteínov spojených k tvoria vírus. Zložitosť týchto fyzických spojovacích bodov znamenala, že akékoľvek zmeny prepojení týchto uzlov by mali najvýznamnejšie účinky na fungovanie vírusu. HIV by mohol mutovať v iných bodoch, aby zmaril útok imunitného systému bez toho, aby to vážne ovplyvnilo funkciu vírusu - ale nie v týchto kľúčových uzloch.
Výskumný tím potom skúmal, kde CD8 T bunky, kľúčová súčasť imunitného systému, zameriavajú HIV. Ukázalo sa, že CD8 T bunky väčšiny ľudí robia náhodné strely na HIV, často zasiahnu časti vírusu, ktoré môžu ľahko mutovať a blokovať útok.
Ale CD8 T bunky vírusových a elitných kontrolórov koncentrujú svoj útok na spojené uzly, kde vírus je najmenej schopný mutovať, aby potlačil útok. Hodnotenie uzlov podľa ich spojenia proteínov a špecifických buniek vírusu, na ktoré sa zameriava imunitný systém, prinieslo skóre siete. Čím vyššie skóre v sieti, tým úspešnejšie boli CD8 T bunky pri kontrole infekcie HIV - nezdálo sa, že by na HLA bola dôležitá štruktúra.
V laboratóriu vedci vytvorili verzie HIV, ktoré boli mutované v týchto kľúčových uzloch a pokúsili sa infikovať bunkové línie, rovnako ako sa vírus prirodzene šíri cez pacienta. Mutácie však významne narušili schopnosť vírusu infikovať bunky a replikovať sa.
„Sme presvedčení, že tieto zistenia by mohli mať zásadný vplyv na vývoj vakcín proti T-bunkám, “ hovorí Gaurav Gaiha, spoluautor knihy. Vývoj vakcín je oblasťou, v ktorej sa výskumníci HIV zaoberajú, pretože väčšina výskumov zameraných na vakcíny proti HIV sa v súčasnosti zameriava skôr na protilátky, ďalšiu hlavnú časť imunitného systému, ako na T bunky, ktoré vytvárajú imunitnú ochranu proti infekcii.
Ak tento prístup skutočne vytvoril lepšiu mapu toho, aké ciele zasiahnu HIV, je to stále len prvý krok, aj keď zásadný. Ďalej bude nájsť spôsob, ako vygenerovať a dodať správne CD8 T bunky do týchto cieľov. Veda by však mohla sledovať rýchly pokrok, ktorý sa dosiahol vo vývoji terapie T-buniek CAR v boji proti rakovine.
Tím Ragon už uviedol prácu na vývoji vakcíny založenej na týchto zásadách, ktorá sa najskôr použije skôr ako spôsob liečby ako na prevenciu. „Ak vylepšíte imunitný systém pri infekcii HIV, môžete sa okamžite pozrieť a zistiť, či znižuje vírusovú záťaž. Je to monitor toho, ako funguje imunitný systém v reálnom čase, “hovorí Walker. "Potom, čo dostaneme tieto odpovede, zastavíme terapiu a uvidíme, či dokážu kontrolovať [vírus], a mali by sme to vedieť veľmi rýchlo."
Gaiha verí, že tento prístup k sieťovej analýze bude rovnako dobre fungovať s inými patogénmi, pričom identifikuje kľúčové miesta na zacielenie liečby a vakcín.
Nový výskum je „významným pokrokom vpred“, hovorí Steven Deeks, popredný výskumný pracovník v oblasti HIV na kalifornskej univerzite v San Franciscu (UCSF), ktorý sa tejto štúdie nezúčastnil. "Existujú stovky príbehov o tom, ako kontrolóri HIV robia to, čo robia, ale len veľmi málo z nich vyústilo do toho, čo by som nazval uskutočniteľné výsledky, čo hovoríme, použijme tieto informácie na klinike."
Ak je možné vyvinúť liečbu zameranú na správne časti vírusu HIV, ako to robia orgány vírusových a elitných orgánov prirodzene, potom je možné dosiahnuť dlhodobý cieľ vyvinúť vakcínu proti vírusu. "Teraz máme terapiu, ktorú môžeme potenciálne využiť, " hovorí Deeks.
