Исследовательская группа Университета штата Джорджия разработала крошечные, мощные молекулы, способные воздействовать на скрытые штаммы ВИЧ. Источник? Гены антител из ДНК ламы.

Исследование, проведенное под руководством доцента кафедры биологии Цзяньляна Сюй, использует нанотела, полученные от лам, для нейтрализации многочисленных штаммов ВИЧ-1, наиболее распространенной формы вируса. Новое исследование этой группы было опубликовано в журнале Advanced Science.

«Этот вирус выработал способ ускользать от нашей иммунной системы. Обычные антитела громоздкие, поэтому им сложно найти и атаковать поверхность вируса», — объяснил Сюй. «Эти новые антитела могут делать это более простым способом».

Ученые, стремящиеся к эффективному лечению и профилактике ВИЧ, работают с животными семейства верблюдовых, например, с ламами, уже около 15 лет. Это связано с тем, что форма и особенности их антител делают их более ловкими и эффективными в выявлении и нейтрализации инородных объектов, таких как вирус ВИЧ.

Это новое исследование представляет собой широко применимый метод повышения производительности нанотел. Нанотела — это сконструированные фрагменты антител, которые примерно в десять раз меньше обычного антитела. Они получены из гибких Y-образных антител, состоящих только из тяжелых цепей, — состоящих из двух тяжелых цепей, — которые более эффективны в борьбе с определенными вирусами, чем обычные антитела с легкими цепями.

Нанотела получены из гибких Y-образных антител, состоящих из пептидов тяжелой цепи, которые могут быть более эффективны в борьбе с некоторыми вирусами.

Для исследования ученые иммунизировали лам специально разработанным белком, который приводит к образованию нейтрализующих нанотел. Затем Сюй и его команда определили нанотела, которые могут воздействовать на уязвимые участки вируса . Когда команда сконструировала нанотела в формате тройного тандема — путем повторения коротких отрезков ДНК — полученные нанотела продемонстрировали замечательную эффективность, нейтрализовав 96% разнообразной панели штаммов ВИЧ-1.

Сверхмощные биспецифические антитела ВИЧ-1, полученные путем присоединения нанотел к легкой цепи антитела CAP256V2LS, направленного на апекс V2. Источник: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202309268
Дальнейший анализ показал, что эти нанотела имитируют распознавание рецептора CD4 — ключевого игрока в ВИЧ-инфекции. Для повышения их эффективности нанотела были объединены с широко нейтрализующим антителом (bNAb), что привело к появлению нового антитела с беспрецедентными нейтрализующими способностями.

«Вместо того чтобы разрабатывать коктейль из антител, теперь мы можем создать одну молекулу , способную нейтрализовать ВИЧ», — сказал Сюй.

«Мы работаем с нанотелом широкого нейтрализующего действия, которое может нейтрализовать более 90% циркулирующих штаммов ВИЧ, а когда мы объединяем его с другим bNAb, который также нейтрализует около 90%, вместе они могут нейтрализовать почти 100%».

Сюй начал это исследование в Национальном институте здравоохранения, исследовательском центре вакцин в Бетесде, штат Мэриленд, где он сотрудничал с командой из более чем 30 ученых. В команду входил Питер Квонг, профессор биохимии и молекулярной биофизики в Колумбийском университете и соавтор исследования. С момента прихода в Университет штата Джорджия в 2023 году Сюй был наставником Пэйтон Чан, кандидата наук в Университете штата Джорджия. Вместе они работают над расширением этих потенциальных средств.

Чан сказала, что она воодушевлена ​​перспективами инновационного исследования.

«Эти нанотела являются лучшими и наиболее мощными нейтрализующими антителами на сегодняшний день, что, по моему мнению, является очень многообещающим для будущего терапии ВИЧ и исследований антител», — сказал Чан. «Я надеюсь, что однажды эти нанотела будут одобрены для лечения ВИЧ».

По словам Сюй, в будущем будут изучаться возможности комбинирования нанотел ламы с другими существующими bNAb, чтобы определить, могут ли некоторые из этих комбинаций обеспечить 100% нейтрализацию и предложить новые варианты лечения в борьбе с ВИЧ.