Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science sugeruje, że może nastąpić radykalna zmiana w opracowywaniu szczepionki przeciwko wirusowi HIV. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wykazali, że szczepionka stworzona przy użyciu origami DNA – precyzyjnie zaprojektowanego rusztowania DNA – wywołuje silniejszą odpowiedź immunologiczną u myszy niż tradycyjne szczepionki oparte na strukturach białkowych. Ten przełom może pokonać główną przeszkodę w stworzeniu skutecznej szczepionki przeciwko wirusowi HIV: tendencję układu odpornościowego do reagowania na składniki szczepionki oprócz samego wirusa.
Problem ze współczesnym podejściem do szczepionki przeciwko wirusowi HIV
Przez dziesięciolecia prace nad szczepionką przeciwko wirusowi HIV napotykały wyzwania ze względu na niesamowitą zdolność wirusa do mutacji. Istniejące szczepionki zazwyczaj wykorzystują białka wirusowe lub nanocząsteczki białkowe w celu wywołania odpowiedzi immunologicznej. Jednak te rusztowania często prowokują reakcje „odbiegające od celu”: układ odpornościowy atakuje samo rusztowanie, zamiast skupiać się wyłącznie na antygenach wirusowych. Zmniejsza to działanie ochronne.
Dlaczego to ma znaczenie: Stała mutacja wirusa HIV oznacza, że niezbędne są przeciwciała o szerokim spektrum działania, czyli te, które działają przeciwko różnym szczepom. Jednak wytworzenie tych przeciwciał wymaga precyzyjnego ukierunkowania na rzadkie komórki B zdolne do ich wytwarzania, co utrudniają konkurencyjne odpowiedzi immunologiczne na składniki szczepionki.
Jak origami DNA pokonuje zakłócenia układu odpornościowego
Zespół MIT zastąpił rusztowania białkowe trójwymiarową strukturą zbudowaną w całości z DNA. Kluczowa korzyść? Układ odpornościowy w dużej mierze ignoruje rusztowanie DNA, umożliwiając bardziej skupiony atak na antygeny wirusowe. W modelach mysich szczepionka DNA origami wytworzyła nawet trzy razy więcej komórek B pamięci – komórek odpornościowych kluczowych dla długotrwałej ochrony – w porównaniu z obecnymi nanocząsteczkami białkowymi.
To podejście nie jest całkowicie nowe; badacze testowali wcześniej origami DNA w szczepionce na Covid-19 i stwierdzili minimalną odpowiedź immunologiczną na samo rusztowanie. Ta właściwość sprawia, że szczególnie nadaje się do celowania w rzadkie komórki B, które mają kluczowe znaczenie w walce z wirusem HIV. Eliminując czynniki rozpraszające, struktura origami zwiększa prawdopodobieństwo aktywacji tych nieuchwytnych komórek i wywołania produkcji przeciwciał o szerokim spektrum działania neutralizującego.
Droga naprzód
Chociaż wyniki są zachęcające, przełożenie tego sukcesu na ludzi pozostaje wyzwaniem. Szczepienie przeciwko wirusowi HIV jest niezwykle trudne i jedna szczepionka może nie wystarczyć. Naukowcy rozpoczęli już udoskonalanie projektu origami DNA, aby zapewnić skuteczne dostarczanie antygenów do węzłów chłonnych, w których dojrzewają limfocyty B.
Eksperci ostrzegają, że ocena rzeczywistego poziomu produkcji przeciwciał ma kluczowe znaczenie w przyszłych badaniach. Badanie pokazuje jednak wyraźną poprawę w stosunku do istniejących metod, co sugeruje, że origami DNA może być rewolucyjne w opracowywaniu szczepionek. Zasadę tę można rozszerzyć poza HIV, potencjalnie udoskonalając szczepionki przeciwko innym szybko mutującym wirusom, takim jak grypa.
„Wszyscy byliśmy zaskoczeni, że origami DNA przewyższa standardowe cząsteczki wirusa” – powiedział współautor badania Mark Bathe.
Badanie stanowi znaczący krok naprzód, ale jak zauważa immunolog Raies Andrabi: „Rozwiązali dopiero pierwszy krok”. Konieczne będą dalsze badania w celu ustalenia, czy dzięki temu innowacyjnemu podejściu można w końcu odkryć skuteczną szczepionkę przeciw wirusowi HIV.
