Una nueva vacuna candidata contra el VIH de Scripps Research supera los obstáculos técnicos que obstaculizaron los esfuerzos previos de la vacuna y estimula una poderosa respuesta de anticuerpos contra el VIH en pruebas con animales.
La nueva estrategia de vacuna, descrita en un documento el 23 de noviembre en Avances científicos , se basa en la proteína de envoltura del VIH, Env. Esta molécula compleja que cambia de forma ha sido notoriamente difícil de producir en las vacunas de una manera que induce inmunidad útil contra el VIH.
Sin embargo, los científicos de Scripps Research encontraron un método simple y elegante para estabilizar las proteínas Env en la forma deseada, incluso para diversas cepas de VIH. Montadas en partículas similares a virus para imitar un virus completo, las proteínas Env estabilizadas produjeron un sólido anti-VIHrespuestas de anticuerpos en ratones y conejos. Las vacunas candidatas basadas en esta estrategia ahora se están probando en monos.
"Vemos este nuevo enfoque como una solución general a los problemas de larga data del diseño de la vacuna contra el VIH", dice el investigador principal Jiang Zhu, profesor asociado en el Departamento de Biología Estructural y Computacional Integrativa de Scripps Research.
Las copias de Env estudian la superficie del VIH; su función principal es agarrar las células huésped y penetrarlas para iniciar la infección. Dado que Env desempeña este papel crucial en la infección y es la estructura viral con mayor exposición al sistema inmunesistema de un huésped infectado, ha sido el objetivo principal de los esfuerzos de la vacuna contra el VIH. La idea ha sido inocular a las personas con la proteína Env completa o subunidades de la misma para estimular la producción de anticuerpos que se unen a Env, con la esperanza de que estos anticuerposevitar que el VIH infecte las células huésped en futuras exposiciones al virus.
Hasta ahora, por supuesto, ninguna vacuna contra el VIH ha sido efectiva en ensayos clínicos a gran escala. Muchos investigadores creen que una vacuna contra el VIH puede funcionar si presenta proteínas Env al sistema inmune de una manera que se asemeja mucho a la forma de Env enun virus real antes de que haya infectado una célula, pero presentar Env correctamente ha sido un gran desafío.
En un virus VIH, Env sobresale de la membrana viral en grupos apretados de tres, llamados trímeros, y estas estructuras complejas adoptan formas radicalmente diferentes antes y después de infectar células. Investigadores de vacunas contra el VIH, a pesar de años y decenas de millones de dólares de experimentación, no han podido encontrar un método ampliamente aplicable para estabilizar los recortadores Env en la forma deseada previa a la infección.
"Las soluciones de estabilización del trímero que se han informado hasta ahora han funcionado para algunas cepas de VIH, pero no han sido generalizables", dice Zhu. "La 'metaestabilidad' del trímero Env, como la llamamos, realmente ha sido un problema central paradiseño de la vacuna contra el VIH basada en trímeros "
Zhu, entrenado como biofísico, buscó una solución más general al problema de estabilidad de Env, y en un artículo en 2016 él y sus colegas de Scripps Research informaron que modificar una sección corta y elástica de Env llamada HR1 podría ser el truco:permitió que Env se mantuviera en la forma "cerrada" previa a la infección.
En el nuevo estudio, él y su equipo demostraron que esta estrategia realmente funciona para los cortadores de Env de diversas cepas de VIH que circulan en diferentes partes del mundo. Este enfoque de "optimización de prefusión sin escoria" OVNI, como lo llaman, rindeRecortadores de envoltura que se estabilizan en la forma cerrada y se pueden producir de manera eficiente, con sorprendentemente poca necesidad de purificación, en los tipos de células que normalmente se utilizan en la fabricación de biotecnología.
"En este momento en mi laboratorio hemos realizado esta modificación a Envs de 30 a 40 cepas de VIH diferentes, y en la mayoría de los casos ha funcionado de maravilla", dice Zhu.
Él y sus colegas optimizaron aún más su estrategia de vacuna al vincular genéticamente sus trímeros Env estabilizados, hasta 60 a la vez, con nanopartículas individuales que imitan la forma globular de un virus completo. De esta manera, la molécula de la vacuna, aunque artificial y carenteEl material genético para la replicación viral parece al sistema inmune muy parecido a un virus invasor real y estimula una reacción más fuerte.
En ratones, Zhu y su equipo encontraron que una muestra de la vacuna Env-on-nanoparticles, en solo ocho semanas, provocó anticuerpos que en las pruebas de laboratorio neutralizaron con éxito una cepa de VIH que circulaba naturalmente, de un tipo que las vacunas candidatas anteriores generalmente fallaronen contra.
"Esta es la primera vez que una vacuna candidata contra el VIH ha inducido este tipo deseado de respuesta de anticuerpos en ratones", dice Zhu. De manera similar, se obtuvieron resultados sin precedentes en conejos, lo que demuestra que el enfoque basado en nanopartículas es claramente superior al uso de aisladosProteínas Env: provoca una respuesta significativamente más fuerte y lo hace mucho más rápido.
Ahora se están realizando más pruebas en 24 monos en el Southwest National Primate Center patrocinado por los Institutos Nacionales de la Salud en San Antonio, Texas.
Zhu y Scripps Research han licenciado su tecnología de vacuna contra el VIH a una empresa de nueva creación, Ufovax LLC, que patrocina las pruebas en curso. "Ahora estamos probando dos vacunas candidatas basadas en trímeros Env de diferentes cepas de VIH, más una tercera vacuna candidataes un cóctel de tres vacunas basadas en Env ", dice Ji Li, CEO de Ufovax." Creemos que este nuevo enfoque representa un verdadero avance después de 30 años de investigación sobre la vacuna contra el VIH ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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