Un nuevo estudio de científicos del Instituto de Investigación Scripps TSRI describe la estructura de alta resolución de la proteína del VIH responsable del reconocimiento y la infección de las células huésped.
El estudio, publicado hoy en la revista ciencia , es el primero en mostrar esta proteína del VIH, conocida como trímero de envoltura Env, en su forma natural o "nativa". Los hallazgos también incluyen un mapa detallado de un sitio vulnerable en la base de esta proteína.como el sitio de unión de un anticuerpo que puede neutralizar el VIH.
"Esta estructura ha sido esquiva porque su fragilidad generalmente hace que se desmorone antes de que pueda ser fotografiada", dijo el profesor asociado de TSRI Andrew Ward, autor principal del estudio. "Ahora que sabemos cómo es el estado nativo, elel siguiente paso es mirar las aplicaciones de vacunas "
Estudiando las defensas del VIH
Imagine un avión que va a aterrizar. Ahora imagine que la pista del aeropuerto está cubierta de montones de alambre de púas.
Este es el tipo de desafío que enfrentan los anticuerpos humanos cuando intentan neutralizar el VIH.
"El sistema inmunitario puede generar una respuesta, pero esas respuestas no pueden afectar eficazmente al virus", dijo Ward.
Idealmente, los anticuerpos podrían apuntar al trímero Env del VIH: tres proteínas conectadas libremente que sobresalen de la membrana del virus y permiten que el virus se fusione e infecte las células huésped. Esta "maquinaria de fusión" también es un objetivo valioso porquela estructura está altamente conservada, lo que significa que existen las mismas vulnerabilidades en muchas cepas del virus, y los anticuerpos contra estos sitios podrían ser "ampliamente neutralizantes". Desafortunadamente, un "escudo" de moléculas de azúcar, llamados glucanos, impide que muchos anticuerpos lleguen a esta región.
Para desarrollar una vacuna contra el VIH, los investigadores necesitan un mapa detallado de estos glicanos para revelar los pequeños agujeros en el escudo donde los anticuerpos podrían penetrar y neutralizar la maquinaria viral subyacente.
Sin embargo, el trímero del VIH es notoriamente inestable, lo que dificulta que los científicos capturen una buena imagen. En parte debido a esta limitación, estudios previos en TSRI y otras instituciones habían mostrado solo trímeros truncados o modelos de alta resolución de trímeros estabilizados por mutaciónNadie tenía una visión clara del trímero y sus defensas de glucano en su forma nativa.
Nuevas técnicas conducen al mapa detallado
En el nuevo estudio, los investigadores emplearon la microscopía crioelectrónica EM, una técnica de imagen en 3D que permite la resolución de los detalles a nivel atómico. TSRI mantiene una suite de tecnología crio-EM de última generación que incluye un potenteMicroscopio crioelectrónico Krios Titan y una nueva generación de cámara digital, la Cumbre K2 de Gatan.
Los investigadores idearon una estrategia para extraer y purificar el frágil trímero Env de VIH de su entorno de membrana y cargarlo en el microscopio para obtener imágenes. El proceso implicó el uso de un anticuerpo neutralizador de VIH, PGT151, descubierto previamente en el laboratorio de TSRIEl profesor Dennis Burton también director científico del Centro de Anticuerpos Neutralizantes de la Iniciativa Internacional de Vacuna contra el SIDA IAVI y el Centro Patrocinado por el Instituto Nacional de Salud NIH para la Inmunología de la Vacuna contra el VIH / SIDA y el Descubrimiento de Inmunógenos CHAVI-ID, ambos en TSRI.
Las imágenes resultantes incluyeron una estructura trímera más completa que nunca antes vista. Los investigadores pudieron ver la maquinaria de fusión completa, los glicanos complejos y un objetivo de vacuna llamado región externa proximal de la membrana MPER. Las estructuras también demostraron que el trímero es maleabley puede alterar sutilmente su forma. Este cambio de forma es parte de su maquinaria de fusión y una forma de esquivar las respuestas de anticuerpos neutralizantes.
La estructura también incluye una imagen muy detallada del sitio de vulnerabilidad PGT151, el epítopo más complejo y extenso ampliamente neutralizador sitio que los anticuerpos pueden reconocer descrito hasta ahora. Además de apuntar a varios glicanos en la superficie de Env, PGT151 se une ael péptido de fusión, lo que hace que el virus no pueda infectar las células huésped.
Además, los investigadores utilizaron este trímero más completo para estudiar un anticuerpo que se une a MPER. En el pasado, las estructuras 3D de esta región solo se habían estudiado utilizando fragmentos de trímero.
Los resultados dan a los investigadores una mejor idea de los rasgos de anticuerpos necesarios para negociar el escudo de glucano. "Es extremadamente importante saber cuándo se está tratando de desarrollar una vacuna contra el VIH", dijo Jeong Hyun Lee, un estudiante graduado en la salalaboratorio y primer autor del estudio.
Ward dijo que la estructura recién resuelta es similar a las estructuras que imitan el trímero Env que se están desarrollando para una vacuna contra el VIH y confirma que las estrategias de vacuna están en el objetivo. Los investigadores ahora pueden aprovechar ese trabajo para desarrollar candidatos a vacunas superiores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :