Разработването на ваксина срещу ХИВ беше предизвикателно предизвикателство, което предимно доведе до неуспех, но сега учените откриха ключови фактори, които позволяват на някои хора по естествен начин да потиснат вируса на ХИВ - работа, която може да доведе до по-добри ваксини както за лечение, така и за предотвратяване на инфекцията. Изследователите смятат, че са идентифицирали ключови точки на повърхността на вируса, където имунната система може успешно да атакува ХИВ
Изследването, проведено от Института Рагон, сътрудничество на различни филиали на Харвардския университет и Масачузетския технологичен институт (MIT), е представено в нов документ, публикуван в списанието Science . Той се основава на проучване на две малки групи хора, които по естествен начин могат да контролират разпространението на ХИВ много по-добре от средния пациент.
„Това, което прави медицината напред, наистина се учи от пациентите“, казва Брус Уокър, директор на Института Рагон и старши автор на изследването. „Виждаме в клиниката нещо, което не отговаря на обичайния модел, като някой, който се справя много добре, въпреки че е заразен с ХИВ, което идентифицира хората, които в крайна сметка са толкова критични за обясняване на целия процес на заболяване.“
Една група, наречена „виремични контролери“, по-малко от пет процента от заразените с ХИВ, са в състояние да държат вируса в кръвта си до по-малко от 2000 копия на милилитър в продължение на много години, понякога десетилетия, без да използват антиретровирусни лекарства. „Елитни контролери“, по-малко от половината от един процент от носителите на ХИВ, имат дори по-мощен имунен контрол и са в състояние да потиснат вируса под нивото на откриване (50 копия на милилитър кръв), използвайки стандартния тест за ХИВ инфекция. (ХИВ като цяло се разпространява бързо, заразявайки и убивайки клетките на имунната система и оставяйки човек все по-уязвим към обикновени инфекции след около десет години без антиретровирусно лечение.) Рагон е идентифицирал около 1800 контролери за петнайсет години търсене по целия свят.
Предишни изследвания идентифицираха специфични модели на човешки левкоцитен антиген (HLA) - генетично базирани маркери на повърхността на клетките, които регулират функцията на имунната система - които бяха свързани с повишена защита срещу ХИВ. Но тези HLA маркери обясниха само около 20% от общия ефект, и докато наличието на специфична HLA увеличи шансовете, че човек може да контролира вируса, това не помогна изобщо при около една трета от пациентите. Нещо друго трябваше да участва в потискането на вируса на ХИВ.
Новото изследване изследва структурата на самия ХИВ, като посочва специфичните части на вируса, насочени от имунната система, за да се опита да обясни как някои хора се противопоставят на разпространението на ХИВ
HIV сглобяване на повърхността на заразен макрофаг (вид бели кръвни клетки). HIV virions са маркирани със зелен флуоресцентен етикет и след това са гледани под флуоресцентен микроскоп. (Liza Gross / PLoS Biology e445 (2006) чрез CC BY 2.5) Изследователският екип на Ragon попадна в Protein Data Bank - база данни за триизмерните структури на протеинови молекули, за информация за 12 от 15 протеини, които съставляват ХИВ, използвайки математическо моделиране, те идентифицират възли, където най-голям брой протеини са свързани заедно с образуват вируса. Сложността на тези физически точки на свързване означаваше, че всякакви промени във връзките на тези възли биха имали най-значимите ефекти върху функционирането на вируса. ХИВ може да мутира в други точки, за да предотврати атаката на имунната система, без да повлияе сериозно на функцията на вируса, но не и при тези ключови възли.
Тогава изследователският екип разгледа къде CD8 Т клетките, ключова част от имунната система, се насочват срещу ХИВ. Оказва се, че CD8 Т клетките на повечето хора правят произволни снимки на ХИВ, често удряйки части от вируса, които лесно могат да мутират, за да блокират атаката.
Но CD8 Т клетките на виремични и елитни контролери концентрират атаката си върху свързаните възли, където вирусът е най-малко способен да мутира, за да притъпи атаката. Класирането на възлите по техните връзки на протеини и специфичните клетки на вируса, насочени от имунната система, даде резултат от мрежата. Колкото по-висок е резултатът от мрежата, толкова по-успешни CD8 Т клетки контролират ХИВ инфекцията - изглежда, че структурата на HLA няма значение.
В лабораторията изследователите създадоха версии на ХИВ, които бяха мутирали в тези ключови възли и се опитаха да заразят клетъчните линии, по същия начин, по който вирусът естествено ще се разпространи през пациент. Но мутациите значително влошават способността на вируса да заразява клетките и да се размножава.
„Вярваме, че тези открития могат да имат голямо значение за разработването на Т-клетъчни ваксини“, казва Гаурав Гайха, съосновател на документа. Разработването на ваксини е област на противоречие сред изследователите на ХИВ, тъй като повечето изследвания за ваксина срещу ХИВ в момента се фокусират върху антитела, друга основна част от имунната система, а не върху Т клетки, за да генерират имунна защита срещу инфекция.
Ако наистина този подход е създал по-добра карта на целите, които трябва да се удари срещу ХИВ, той все още е само първа стъпка, макар и решаваща. Следва да се намери начин за генериране и доставяне на правилните CD8 Т клетки към тези цели. Но науката би могла да проследи бързия напредък, който се постига в разработването на CAR-T-клетъчна терапия за борба с рака.
Екипът на Ragon вече заяви, че разработва ваксина, основана на тези принципи, която първо ще се използва като начин на лечение, а не като превенция. „Ако ощипвате имунната система при ХИВ инфекция, можете да погледнете веднага и да видите дали тя намалява вирусното натоварване. Това е монитор в реално време за това как се прави имунната система “, казва Уокър. "След това, след като получим тези отговори, ще спрем терапията и ще видим дали те могат да контролират [вируса] и трябва да знаем много бързо."
Гайха вярва, че този подход за анализ на мрежата ще работи също толкова добре с други патогени, като идентифицира ключови места за насочване на терапии и ваксини.
Новото изследване е „голям напредък напред“, казва Стивън Дийкс, водещ изследовател за ХИВ в Калифорнийския университет в Сан Франциско (UCSF), който не участва в това проучване. "Има стотици истории за това как ХИВ-контролерите правят това, което правят, но много малко от тях доведоха до това, което бих нарекъл реални резултати, неща, които казваме, нека използваме тази информация в клиниката."
Ако могат да бъдат разработени лечения, насочени към правилните части на вируса на ХИВ, както естествено органите на виремичните и елитни контролери, тогава дългосрочната цел за разработване на ваксина срещу вируса може да е възможна. „Сега имаме терапия, която потенциално можем да използваме“, казва Дийкс.
