Ученые из Научно-исследовательского института Скриппса и некоммерческой организации исследований вакцин против ВИЧ (IAVI) смогли создать препарат, который воздействует на широкий спектр штаммов этого вируса. Статья опубликована в издании Immunity.

ВИЧ, которым на сегодня больны как минимум 38 миллионов человек, все еще остается серьезной проблемой. Антиретровирусная терапия помогает уже больным людям снизить вирусную нагрузку. Благодаря этому болезнь не переходит в терминальную стадию, и человек может более-менее полноценно жить долгие годы, не заражая других. Однако пожизненная длительность приема лекарств, дороговизна препаратов и невозможность излечить заболевание делают приоритетным направлением исследований в этой области создание профилактической вакцины.

Основная проблема на этом фронте — изменчивость вируса и его защищенность. Цель этой, как и многих предыдущих работ, — найти такие виды антител, которые будут работать на многих штаммах сразу. Авторы статьи вплотную приблизились к решению. Им удалось обнаружить антитела, которые связываются с критическими участками вируса, не сильно различающимися у разных штаммов.

Ученые взяли за основу протеин, имитирующий белок Env вируса иммунодефицита человека. Эти «кустистые» белки покрывают поверхность вируса, поэтому при попадании возбудителя в организм Env — первое, что могут «увидеть» иммунные клетки человека.

Графическая визуализация связывания вирусного гликопротеина Env (внизу) с CD4-рецепторами лимфоцитов (вверху) / © PDB-101

CD4-рецептор иммунной клетки нужен, чтобы Т-лимфоциты «поняли», кто атакует организм и как бороться с захватчиком. Коварство Env заключается в том, что он умеет смонтировать из наших иммунных клеток своего рода троянского коня. Env мгновенно связывается с CD4-рецепторами в момент «прощупывания», проникает сквозь него внутрь клетки, нейтрализует ее и так спокойно проникает в организм.

Созданный исследователями протеин моделирует основные структуры Env, оставаясь при этом стабильным настолько, чтобы служить основой для вакцины. Вместо самих круглых «тел» вируса, на которых гнездятся настоящие Env, авторы смоделировали искусственные микросферы из жировых клеток, на поверхности которых разместили сконструированные белки.

Настоящий вирус защищает сайты связывания Env с CD4-рецепторами специальным щитом, сделанным из полисахаридов гликанов. Созданный исследователями «псевдовирус» имеет незащищенные участки, чтобы иммунные клетки могли «взглянуть в лицо» врага.

«Идея заключалась в том, чтобы лучше обнажить этот сайт и тем самым стимулировать широкую реакцию антител на него с самого начала», — объясняет автор работы доктор Ричард Уайетт.

Схема вакцинации, проведенной учеными. Сперва ученые проводили иммунизацию вирусом с незакрытым белком Env, а затем — с полностью защищенным гликановым «щитом». Роль вирусных оболочек играли жировые микросферы / © Dubrowskaya, Tran, Ozorowski et al., Immunity, 2019.

Вакцину с вирусом, имевшим незакрытые участки поверхности, ученые использовали при первичной прививке, а в последующей бустерной иммунизации на протяжении 48 недель они применяли вакцину с уже полностью рабочим «щитом». Это должно помочь отобрать те антитела, которые и нацелены на сайт связывания CD4-рецепторов, и способны пробиться через защиту вируса.

Тестирование на кроликах подтвердило, что сложная схема вакцинации оказалась рабочей. Удалось выделить антитела E70, которые могут блокировать сайт связывания CD4, причем необычным способом, используя в том числе захват одного из экранирующих гликанов. Другие антитела (1C2) смогли нарушить деятельность Env, атаковав его на границе раздела между двумя ключевыми сегментами этого сложного белка.

После повреждения Env утратил свою суперспособность к опосредованной помощи вирусу во вселении в организм. Кроме прочего, оказалось, что 1C2 обладает широким спектром действия. Оно показало эффективность для 87% вариантов ВИЧ из 208 проверенных. Ученые надеются, что после достаточного количества тестирований на модельных животных они смогут перейти к проверке этой вакцинации на человеке.