Een nieuwe studie gepubliceerd in Science suggereert dat er mogelijk een radicale verschuiving in de ontwikkeling van HIV-vaccins aan de horizon is. Onderzoekers van het MIT hebben aangetoond dat een vaccin dat is gebouwd met behulp van “DNA-origami” – een nauwkeurig ontworpen DNA-scaffold – een sterkere immuunrespons bij muizen uitlokt dan traditionele vaccins die afhankelijk zijn van eiwitstructuren. Deze doorbraak zou een grote hindernis kunnen overwinnen bij het creëren van een effectief HIV-vaccin: de neiging van het immuunsysteem om te reageren op vaccincomponenten naast het virus zelf.
De uitdaging met de huidige aanpak van HIV-vaccins
Decennia lang heeft de ontwikkeling van HIV-vaccins het moeilijk gehad vanwege het opmerkelijke vermogen van het virus om te muteren. Bestaande vaccins maken doorgaans gebruik van virale eiwitten of op eiwitten gebaseerde nanodeeltjes om een immuunrespons op te wekken. Deze scaffolds veroorzaken echter vaak ‘off-target’-reacties: het immuunsysteem valt de scaffold zelf aan in plaats van zich uitsluitend op de virale antigenen te concentreren. Dit verdunt het beschermende effect.
Waarom dit ertoe doet: De voortdurende mutatie van HIV betekent dat breed neutraliserende antilichamen (de antilichamen die bij verschillende stammen werken) essentieel zijn. Maar het genereren van deze antilichamen vereist een nauwkeurige targeting van de zeldzame B-cellen die in staat zijn deze te produceren, een prestatie die wordt belemmerd door concurrerende immuunreacties op vaccincomponenten.
Hoe DNA-origami immuuninterferentie overwint
Het MIT-team verving eiwitscaffolds door een driedimensionale structuur die volledig uit DNA was opgebouwd. Het belangrijkste voordeel? Het immuunsysteem negeert grotendeels het DNA-scaffold, waardoor een veel gerichtere aanval op de virale antigenen mogelijk is. In muismodellen produceerde het DNA-origamivaccin tot drie keer meer geheugen-B-cellen – de immuuncellen die cruciaal zijn voor bescherming op de lange termijn – vergeleken met de modernste eiwit-nanodeeltjesvaccins.
Deze aanpak is niet geheel nieuw; onderzoekers testten eerder DNA-origami in een COVID-19-vaccin en vonden een minimale immuunrespons op het schavot zelf. Deze eigenschap maakt het bijzonder geschikt voor het targeten van zeldzame B-cellen, die van cruciaal belang zijn in de strijd tegen HIV. Door afleiding te elimineren, vergroot de origamistructuur de kansen om deze ongrijpbare cellen te activeren en de productie van breed neutraliserende antilichamen op gang te brengen.
Het pad voorwaarts
Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, blijft het vertalen van dit succes naar mensen een uitdaging. HIV-vaccinatie is notoir moeilijk, en een enkel vaccin is misschien niet voldoende. De onderzoekers zijn al begonnen met het verfijnen van het DNA-origami-ontwerp om een efficiënte afgifte van antigenen aan de lymfeklieren te garanderen, waar B-cellen rijpen.
Deskundigen waarschuwen dat het beoordelen van de werkelijke antilichaamproductieniveaus cruciaal is in toekomstig onderzoek. De studie toont echter een duidelijke verbetering aan ten opzichte van bestaande technieken, wat suggereert dat DNA-origami een game-changer zou kunnen zijn in de ontwikkeling van vaccins. Het principe kan verder reiken dan alleen HIV, waardoor vaccins tegen andere snel muterende virussen zoals griep mogelijk worden verbeterd.
“We waren allemaal verrast dat DNA-origami beter presteerde dan de standaard virusachtige deeltjes”, zegt co-auteur Mark Bathe.
De studie markeert een belangrijke stap voorwaarts, maar zoals immunoloog Raiees Andrabi opmerkt: “Ze hebben de eerste stap ontdekt.” Voortgezet onderzoek zal essentieel zijn om te bepalen of deze innovatieve aanpak eindelijk een effectief HIV-vaccin kan ontsluiten.
