Για περισσότερα από 20 χρόνια, οι επιστήμονες της Scripps Research ασχολούνται με το σχεδιασμό ενός εμβολίου HIV. Τώρα, νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στην «Immunity», δείχνει ότι η πειραματική στρατηγική εμβολίων τους λειτουργεί σε πρωτεύοντα πλην του ανθρώπου.
Η νέα μελέτη δείχνει ότι οι πίθηκοι μπορούν να παρακινηθούν να παράγουν εξουδετερωτικά αντισώματα εναντίον ενός στελέχους του ιού HIV που μοιάζει με την ελαστική μορφή του ιού που συνήθως μολύνει τους ανθρώπους και ονομάζεται ιός Tier 2. Η έρευνα παρέχει επίσης την πρώτη εκτίμηση των επιπέδων εξουδετερωτικών αντισωμάτων που προκαλούνται από εμβόλια που απαιτούνται για την προστασία από τον HIV.
“Διαπιστώσαμε ότι τα εξουδετερωτικά αντισώματα που προκλήθηκαν από τον εμβολιασμό μπορούν να προστατεύσουν τα ζώα από ιούς που μοιάζουν πολύ με τον πραγματικό ιό HIV”, λέει ο Dennis Burton, Ph.D., πρόεδρος του τμήματος Immunology and Microbiology της Scripps Research και επιστημονικός διευθυντής του Διεθνούς Κέντρου για την Εξουδετέρωση του Αντισώματος της Διεθνούς Πρωτοβουλίας για το Εμβολιασμό κατά του AIDS (IAVI) και του Κέντρου Εμβολιασμού (CHAVI-ID) του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας.
Παρόλο που το εμβόλιο απέχει πολύ από τις κλινικές μελέτες στον άνθρωπο, η μελέτη παρέχει μια απόδειξη της ιδέας για τη στρατηγική του εμβολίου κατά του HIV. Ο Burton και οι συνάδελφοί του αναπτύσσονται από τη δεκαετία του 1990.
Ο στόχος αυτής της στρατηγικής είναι να εντοπιστούν οι σπάνιες, ευάλωτες περιοχές του HIV και να διδάξουν το ανοσοποιητικό σύστημα να κάνει αντισώματα για να επιτεθούν στις περιοχές αυτές. Μελέτες που διεξήχθησαν από τους επιστήμονες της Scripps Research έδειξαν ότι το σώμα χρειάζεται να παράγει εξουδετερωτικά αντισώματα που δεσμεύονται στο εξωτερικό πρωτεϊνικό τριμερές της πρωτεΐνης του ιού. Για να υποστηρίξουν αυτή την ιδέα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να προστατεύσουν τα ζωικά μοντέλα από τον ιό HIV με ένεση με αντισώματα εξουδετέρωσης που παρήχθησαν στο εργαστήριο.
Η πρόκληση τότε ήταν να πάρουμε τα ζώα για να κατασκευάσουμε τα ίδια τα εξουδετερωτικά αντισώματα. Για να γίνει αυτό, οι επιστήμονες χρειάστηκαν να εκθέσουν το ανοσοποιητικό σύστημα στο πρωτεϊνικό τριμερές του φακέλου, εκπαιδεύοντάς το αποτελεσματικά πώς να εντοπίσουν αυτόν τον στόχο και να παράγουν τα κατάλληλα αντισώματα εναντίον του.
Αλλά υπήρχε ένα μεγάλο πρόβλημα. Το τριμερές του φακέλου του HIV είναι ασταθές και τείνει να καταρρεύσει όταν απομονωθεί. Πώς μπορούσαν οι επιστήμονες να το χρησιμοποιούν ως συστατικό εμβολίου; Μια σημαντική ανακάλυψη ήρθε το 2013, όταν οι επιστήμονες γενετικά ανέπτυξαν ένα πιο σταθερό τριμερές, ή το SOSIP.
“Για πρώτη φορά, είχαμε κάτι που φαινόταν σχεδόν σαν την τριμερή πρωτεΐνη φακέλου HIV”, λέει ο Matthias Pauthner, Ph.D., ερευνητικός συνεργάτης της Scripps Research και συγγραφέας της νέας μελέτης.
Οι επιστήμονες προχώρησαν γρήγορα με το σχεδιασμό ενός πειραματικού εμβολίου HIV που περιείχε αυτό το σταθερό τριμερές SOSIP. Ο στόχος τους με τη νέα μελέτη ήταν να διαπιστωθεί εάν αυτό το είδος εμβολίου θα μπορούσε στην πραγματικότητα να προστατεύσει τα ζώα από τη μόλυνση.
Η ομάδα εξέτασε το εμβόλιο σε δύο ομάδες μακάκων rhesus. Μια προηγούμενη μελέτη που χρησιμοποίησε το ίδιο εμβόλιο είχε δείξει ότι μερικοί ανοσοποιημένοι πίθηκοι εμφάνιζαν φυσικά χαμηλό τίτλους εξουδετερωτικών αντισωμάτων στο σώμα τους, ενώ άλλοι ανέπτυξαν υψηλούς τίτλους μετά τον εμβολιασμό. Από τη μελέτη αυτή, οι ερευνητές επέλεξαν και επανεμβολίασαν έξι πιθήκους χαμηλού τίτλου και έξι πιθήκους υψηλού τίτλου. Έχουν επίσης μελετήσει 12 μη ανοσοποιημένα πρωτεύοντα ως ομάδα ελέγχου τους.
Τα πρωτεύοντα έπειτα εκτέθηκαν σε μια μορφή του ιού που ονομάζεται SHIV, μια τροποποιημένη έκδοση simian του HIV που περιέχει το ίδιο τριμερές φακέλου με τον ανθρώπινο ιό. Αυτό το συγκεκριμένο στέλεχος του ιού είναι γνωστό ως ιός Κατηγορίας 2 επειδή έχει αποδειχθεί ότι είναι δύσκολο να εξουδετερωθεί, όπως οι μορφές του Ηΐν που κυκλοφορούν στον ανθρώπινο πληθυσμό.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο εμβολιασμός δούλεψε στα ζώα υψηλού τίτλου. Οι πίθηκοι θα μπορούσαν να παράγουν επαρκή επίπεδα εξουδετερωτικών αντισωμάτων έναντι του τριμερούς πρωτεΐνης φακέλου για την πρόληψη της μόλυνσης.
“Από τότε που εμφανίστηκε ο ιός HIV, αυτή είναι η πρώτη απόδειξη που έχουμε για την προστασία που βασίζεται στα αντισώματα από τον ιό της Κατηγορίας 2 μετά τον εμβολιασμό”, λέει ο Pauthner. “Μία ερώτηση τώρα είναι πώς μπορούμε να έχουμε τέτοιους υψηλούς τίτλους σε κάθε ζώο;”
Η εστίαση στους τίτλους έγινε ιδιαίτερα σημαντική καθώς οι ερευνητές είδαν την προστασία από τον ιό HIV, καθώς οι υψηλοί τίτλοι μειώθηκαν τις εβδομάδες και τους μήνες μετά τον εμβολιασμό. Κατά την παρακολούθηση των τίτλων, ενώ εκθέτουν συνεχώς τα ζώα στον ιό, οι ερευνητές καθόρισαν τους τίτλους που απαιτούνται για να διατηρήσουν τον ιό στον κόλπο.
Είναι σημαντικό ότι η μελέτη έδειξε επίσης ότι τα αντισώματα εξουδετέρωσης, αλλά όχι και άλλες πτυχές του ανοσοποιητικού συστήματος, ήταν το κλειδί για την παύση του ιού. Ο Pauthner λέει ότι αυτό είναι ένα σημαντικό εύρημα, καθώς άλλα εργαστήρια έχουν επικεντρωθεί στη δυνατότητα των Τ κυττάρων και άλλων αμυντικών συστημάτων του ανοσοποιητικού συστήματος να εμποδίσουν τη μόλυνση.
Οι επιστήμονες επιδιώκουν να βελτιώσουν το σχεδιασμό του εμβολίου για ανθρώπινες δοκιμές και να διατηρήσουν υψηλούς τίτλους. “Υπάρχουν πολλά ανοσολογικά τεχνάσματα που μπορούν να διερευνηθούν για να διαρκέσουν περισσότερο”, λέει ο Pauthner.
Οι ερευνητές επιδιώκουν μια στρατηγική για την πρόκληση ευρέως εξουδετερωτικών αντισωμάτων (bnAbs) που μπορούν να εξουδετερώνουν πολλά στελέχη του HIV, αντί για το μοναδικό στέλεχος που περιγράφεται σε αυτές τις μελέτες.