Команда американских исследователей продемонстрировала, что синтезированная в лаборатории молекула, которая в норме отсутствует в организме, способна защитить от вируса иммунодефицита лучше, чем собственная иммунная система человека.
Клетка H9 T-лимфоцита, зараженная вирусом иммунодефицита человека. Фотография получена методом сканирующей электронной микроскопии и раскрашена.
Расстановка сил
Поиски лекарственных препаратов для эффективной борьбы с вирусом иммунодефицита человека продолжаются уже более 30 лет. Каждый такой препарат, как правило, нацелен на определенную стадию развития вируса. Например, действие ряда противовирусных лекарств основано на том, чтобы помешать ВИЧ проникнуть в клетки T-лимфоцитов. Известно, что для процесса проникновения вирус использует рецепторы клетки — CD4, CXCR4 и CCR5. Белок оболочки ВИЧ gp120 связывается с рецептором CD4, что способствует изменению конформации gp120 и его связыванию с другим рецептором клетки — CCR5 или CXCR4. Некоторые противовирусные препараты (например, уже используемый в клинической практике маравирок) взаимодействуют с CCR5, мешая вирусу иммунодефицита связаться с этим рецептором.
Эксперименты с eCD4-Ig
Необычный подход для борьбы с ВИЧ предложила группа исследователей во главе с Майклом Фарзаном. Идея авторов основана на синтезе необычного варианта молекулы антитела. Состоит такая конструкция из фрагмента рецептора CD4 и миметика N-концевого участка рецептора CCR5, связанных с фрагментом обычного антитела. Авторы называют эту блокирующую конструкцию eCD4-Ig. По их задумке вирус иммунодефицита будет связываться с eCD4-Ig по тому же механизму, что и с клеткой, а затем нейтрализовываться (рис. 1). Тестирование на животных показало, что eCD4-Ig способна противостоять даже высоким дозам ВИЧ.
Применяемые подходы в борьбе с ВИЧ
Рисунок 1. Применяемые подходы в борьбе с вирусом СПИДа. a — Распространенная стратегия борьбы с ВИЧ — использование антител, которые связываются с белком оболочки вируса. Однако вирус может мутировать и защититься таким образом от узнавания антителом. b — Один из альтернативных подходов — использование рецептора человека CD4, связанного с молекулой иммуноглобулина. Но это может приводить к экспонированию вирусного сайта связывания CCR5. c — Подход, предлагаемый командой Майкла Фарзана, основан на взаимодействии конструкции eCD4-Ig сразу с двумя сайтами связывания (CD4 и CCR5), расположенными на белке оболочки вируса.
В опытах на мышах сконструированная в лаборатории молекула показала себя более чем эффективно. Ученые дважды (в начале эксперимента и на шестой неделе) заражали вирусом одиннадцать мышей, из которых шесть были контрольными, а остальным были введены антитела eCD4-Ig. По истечении девяти недель ни одна контрольная мышь не выжила, а животные, получившие синтетические молекулы, так и не заболели.
Эксперимент также проводили на макаках резусах: восьми подопытным обезьянам, четырем из которых ввели eCD4-Ig, делали инъекцию большой дозы ВИЧ и наблюдали за развитием инфекции. Через восемь месяцев все четыре обезьяны с eCD4-Ig были живы, в то время как смертность в контрольной группе к этому времени составила 100%.
Авторы сравнивают свое изобретение с так называемыми bNAbs (broadly neutralizing antibodies, нейтрализующими антителами широкого спектра действия) — особыми антителами, которые могут стать эффективным оружием человечества в борьбе против ВИЧ. Как показала группа Майкла Фарзана, молекула eCD4-Ig еще более эффективна и менее иммуногенна. Кроме того, предполагают, что вирусу иммунодефицита намного труднее мутировать, чтобы справиться с eCD4-Ig, нежели с bNAbs.
Следует отметить, что введение конструкции eCD4-Ig подопытным животным осуществлялось с помощью аденоассоциированного вируса (AAV). Благодаря применению генной терапии на основе AAV возможна долговременная — вероятно, в течение нескольких лет — защитная активность молекул eCD4-Ig. Было продемонстрировано, что на протяжении всего эксперимента на обезьянах, то есть в течение 34 недель, действие eCD4-Ig сохранялось.
Здоровый скептицизм
Красивый и смелый подход, предложенный учеными, не мог не породить вопросов и сомнений. Так, исследователи продемонстрировали эффект на небольшой группе лабораторных животных, а эффективность и последствия применения eCD4-Ig в испытаниях на человеке еще предстоит тщательно изучить. «Необходимо провести еще много экспериментов на обезьянах, чтобы узнать, не проявится ли что-то необычное», — говорит сам Майкл Фарзан.
Так что впереди, вероятно, годы работы по изучению eCD4-Ig, но трудно не согласиться с тем, что представленные результаты являют собой яркий пример возможностей современной науки и перспектив генной терапии.
Источник: БИОМОЛЕКУЛА
