Molekuly odvozené od Lam cílí na latentní kmeny HIV

Výzkumný tým na Georgijské státní univerzitě vyvinul drobné, účinné molekuly, které dokáží cílit na latentní kmeny HIV. Zdroj? Geny protilátek z DNA lamy.

Studie vedená docentem biologie Jianliangem Xuem využívá nanotěla odvozená z lam k široké neutralizaci více kmenů HIV-1, nejběžnější formy viru. Nový výzkum týmu byl publikován v časopise Advanced Science.

„Tento virus našel způsob, jak se vyhnout našemu imunitnímu systému. Normální protilátky jsou objemné, takže je pro ně těžké najít a napadnout povrch viru. Tyto nové protilátky to mohou usnadnit,“ řekl Jiangliang Xu, odborný asistent biologie na Georgijské státní univerzitě.

Vědci, kteří hledají účinnou léčbu a prevenci HIV, pracují s velbloudovými druhy, jako jsou lamy, již přibližně 15 let. Je to proto, že tvar a vlastnosti jejich protilátek je činí flexibilnějšími a účinnějšími při identifikaci a neutralizaci cizích objektů, jako je virus HIV.

Tento nový výzkum představuje široce použitelnou metodu pro zlepšení výkonu nanoprotilátek. Nanoprotilátky jsou geneticky modifikované fragmenty protilátek, které mají přibližně desetinu velikosti typické protilátky. Jsou vyrobeny z flexibilních protilátek ve tvaru Y, které obsahují pouze těžké řetězce – složených ze dvou těžkých řetězců – a jsou účinnější v boji proti určitým virům než typické protilátky s lehkými řetězci.

Nanotěla jsou vyrobena z flexibilních protilátek ve tvaru Y, složených z peptidů těžkého řetězce, které mohou být účinnější v boji proti určitým virům.

Pro tuto studii vědci imunizovali lamy speciálně navrženým proteinem, který vede k produkci neutralizačních nanoprotilátek. Jiangliang Xu a jeho tým poté identifikovali nanoprotilátky, které by mohly cílit na zranitelná místa viru. Když tým vytvořil nanoprotilátky v trojitém tandemu – opakujících se krátkých úsecích DNA – výsledné nanoprotilátky byly pozoruhodně účinné a neutralizovaly 96 procent různých kmenů HIV-1.

Další analýza ukázala, že tyto nanoprotilátky napodobují rozpoznávání receptoru CD4, klíčového hráče v infekci HIV. Pro zvýšení jejich účinnosti byly nanoprotilátky spojeny s široce neutralizující protilátkou (bNAb), což vedlo k nové protilátce s bezprecedentními neutralizačními schopnostmi.

„Místo vývoje koktejlu protilátek nyní můžeme vytvořit jedinou molekulu, která dokáže neutralizovat HIV,“ řekl Jiangliang Xu. „Pracujeme s široce neutralizující nanoprotilátkou, která dokáže neutralizovat více než 90 procent cirkulujících kmenů HIV, a když ji zkombinujeme s další bNAb, která také neutralizuje asi 90 procent, dohromady dokáží neutralizovat téměř 100 procent.“

Jianliang Xu zahájil tento výzkum v Centru pro výzkum vakcín Národních institutů zdraví v Bethesdě v Marylandu, kde spolupracoval s týmem více než 30 vědců. Součástí týmu byl Peter Kwong, profesor biochemie a molekulární biofyziky na Kolumbijské univerzitě a spoluautor studie. Od svého příchodu na Georgia State University v roce 2023 je Jianliang Xu mentorem Peytona Chana, doktoranda na Georgia State University. Společně pracují na rozšíření těchto potenciálních léčebných postupů.

Chan uvedla, že je nadšená z vyhlídek na inovativní výzkum.

„Tyto nanoprotilátky jsou dosud nejlepšími a nejúčinnějšími neutralizačními protilátkami, což považuji za velmi slibné pro budoucnost terapie HIV a výzkumu protilátek,“ řekl Chan. „Doufám, že jednoho dne budou tyto nanoprotilátky schváleny pro léčbu HIV.“

Podle Jianglianga Xu se budoucí úsilí zaměří na kombinování lamích nanotěl s dalšími existujícími bNAb, aby se zjistilo, zda některé z těchto kombinací mohou dosáhnout 100% neutralizace a nabídnout nové možnosti léčby v boji proti HIV.