Molekyler fra Lam er rettet mod latente HIV-stammer

Et forskerhold ved Georgia State University har udviklet bittesmå, kraftfulde molekyler, der kan målrette latente stammer af HIV. Kilden? Antistofgener fra lama-DNA.

Studiet, ledet af lektor i biologi Jianliang Xu, bruger nanobodies udvundet fra lamaer til bredt at neutralisere flere stammer af HIV-1, den mest almindelige form af virussen. Holdets nye forskning blev offentliggjort i tidsskriftet Advanced Science.

"Denne virus har fundet en måde at undgå vores immunsystem på. Normale antistoffer er store, så de har svært ved at finde og angribe virussens overflade. Disse nye antistoffer kan gøre det lettere," sagde Jiangliang Xu, adjunkt i biologi ved Georgia State University.

Forskere, der søger effektiv behandling og forebyggelse af HIV, har arbejdet med kamelider som lamaer i omkring 15 år. Dette skyldes, at formen og egenskaberne af deres antistoffer gør dem mere fleksible og effektive til at identificere og neutralisere fremmedlegemer som HIV-virus.

Denne nye forskning præsenterer en bredt anvendelig metode til at forbedre ydeevnen af nanobodies. Nanobodies er konstruerede antistoffragmenter, der er omkring en tiendedel af størrelsen af et typisk antistof. De er lavet af fleksible, Y-formede antistoffer udelukkende bestående af tunge kæder – bestående af to tunge kæder – som er mere effektive til at bekæmpe visse vira end typiske letkædede antistoffer.

Nanobodies er lavet af fleksible, Y-formede antistoffer bestående af tunge peptidkæder, der kan være mere effektive til at bekæmpe visse vira.

Til undersøgelsen immuniserede forskerne lamaer med et specialdesignet protein, hvilket fører til produktion af neutraliserende nanobodies. Jiangliang Xu og hans team identificerede derefter nanobodies, der kunne målrette sårbare steder på virussen. Da holdet skabte nanobodies i triple tandem – gentagne korte sektioner af DNA – var de resulterende nanobodies bemærkelsesværdigt effektive og neutraliserede 96 procent af forskellige HIV-1-stammer.

Yderligere analyse viste, at disse nanobodies efterligner genkendelsen af CD4-receptoren, en nøglespiller i HIV-infektion. For at forbedre deres effektivitet blev nanobodies koblet med et bredt neutraliserende antistof (bNAb), hvilket resulterede i et nyt antistof med hidtil usete neutraliserende egenskaber.

"I stedet for at udvikle en cocktail af antistoffer, kan vi nu skabe et enkelt molekyle, der kan neutralisere HIV," sagde Jiangliang Xu. "Vi arbejder med et bredt neutraliserende nanostof, der kan neutralisere mere end 90 procent af cirkulerende HIV-stammer, og når vi kombinerer det med et andet bNAb, der også neutraliserer omkring 90 procent, kan de tilsammen neutralisere næsten 100 procent."

Jianliang Xu begyndte denne forskning på National Institutes of Healths Vaccine Research Center i Bethesda, Maryland, hvor han samarbejdede med et team på mere end 30 forskere. Teamet omfattede Peter Kwong, professor i biokemi og molekylær biofysik ved Columbia University og medforfatter til studiet. Siden Jianliang Xu ankom til Georgia State University i 2023, har han været mentor for Peyton Chan, en ph.d.-kandidat ved Georgia State University. Sammen arbejder de på at udvide disse potentielle behandlinger.

Chan sagde, at hun var begejstret for udsigterne for innovativ forskning.

"Disse nanobodies er de bedste og mest potente neutraliserende antistoffer til dato, hvilket jeg synes er meget lovende for fremtiden for HIV-behandling og antistofforskning," sagde Chan. "Jeg håber, at disse nanobodies en dag vil blive godkendt til HIV-behandling."

Fremtidige bestræbelser vil fokusere på at kombinere lama-nanobodies med andre eksisterende bNAb'er for at afgøre, om nogle af disse kombinationer kan opnå 100 procent neutralisering og tilbyde nye behandlingsmuligheder i kampen mod HIV, ifølge Jiangliang Xu.