Naukowcy zidentyfikowali potencjalny cel dla przyszłej szczepionki przeciwko HIV

Wirusowi niedoboru odporności ludzkiej udało się uniknąć sukcesu w produkcji szczepionek przez 30 lat, częściowo ze względu na jego niesamowitą zdolność do mutacji, która pozwala mu z łatwością ominąć wszelkie wcześniej ustanowione przeszkody.

Wygląda jednak na to, że naukowcom z Massachusetts Institute of Technology i Reagon Institute (oba w USA) udało się znaleźć obiecującą strategię projektowania przyszłej szczepionki, która wykorzystuje podejście matematyczne pomyślnie przetestowane w rozwiązywaniu problemów z zakresu fizyki kwantowej, a także analizy wahań cen na giełdzie.

Szczepionki uczą układ odpornościowy natychmiastowej reakcji na specyficzne cechy molekularne patogenów. Jednak zdolność wirusa ludzkiego niedoboru odporności (HIV) do mutacji sprawia, że wybór odpowiedniej szczepionki jest praktycznie niemożliwy. W poszukiwaniu nowej strategii naukowcy postanowili zrezygnować z ukierunkowania na pojedyncze aminokwasy. Zamiast tego postanowili zidentyfikować niezależnie ewoluujące grupy aminokwasów w białkach, gdzie w obrębie każdej grupy aminokwasy ewoluują w tandemie, czyli „patrzą na siebie”, aby utrzymać żywotność wirusa. Naukowcy byli szczególnie wytrwali w poszukiwaniu takich grup, których ewolucje miałyby największe szanse na zakończenie upadku HIV – jego dalszej niezdolności do życia. Następnie, przeprowadzając wieloaspektowy atak na dokładnie takie miejsca w wirusie, można by go złapać „między dwa ognie”: albo zostałby uduszony przez układ odpornościowy, albo zmutowałby i uległ samozniszczeniu.

Wykorzystując teorię losowej macierzy, zespół poszukiwał ograniczeń ewolucyjnych w tzw. segmencie białka Gag wirusa HIV, który tworzy białkową otoczkę wirusa. Musieli znaleźć zbiorowo ewoluujące grupy aminokwasów o wysokim poziomie ujemnych korelacji (i niskiej liczbie dodatnich, pozwalających wirusowi przetrwać), gdy wielokrotne mutacje niszczą wirusa. I takie kombinacje znaleziono w regionie, który sami badacze nazwali sektorem Gag 3. Jest on zaangażowany w stabilizację białkowej otoczki wirusa, więc wielokrotne mutacje w tym miejscu są obarczone załamaniem się struktury wirusa.

Co ciekawe, gdy naukowcy przyjrzeli się przypadkom osób zakażonych wirusem HIV, które naturalnie potrafiły zwalczyć wirusa, odkryli, że układ odpornościowy tych pacjentów atakował przede wszystkim segment Gag 3.

Autorzy starają się teraz znaleźć inne podobne obszary w strukturze wirusa poza sektorem Gag, a także opracowują elementy aktywnych składników przyszłej szczepionki, które nauczą układ odpornościowy natychmiastowego reagowania na obecność białek sektora Gag 3 i natychmiastowego atakowania ich we właściwy sposób.

Następne będą testy na zwierzętach, ale na razie wszystkie szczegóły pracy zostaną przedstawione na 56. dorocznej konferencji Biophysical Society, która odbędzie się w dniach 25–29 lutego w San Diego w Kalifornii, USA. Podsumowanie prezentacji jest dostępne pod tym linkiem.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]