Της Ανθής Αγγελοπούλου
Ένας νέος τρόπος δημιουργίας πρωτεϊνών οι οποίες θα μπορούν να «γλιστρήσουν» μέσα από την προστατευτική επικάλυψη του HIV, είναι σύμφωνα με τους επιστήμονες ένα νέο βήμα για την ανάπτυξη ενός εμβολίου που θα βοηθά ως προς την αντιμετώπιση και καταπολέμηση του ιού.
Χρησιμοποιώντας την υπολογιστική μοντελοποίηση, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Penn State σχεδίασε και δημιούργησε πρωτεΐνες που μιμούνται διαφορετικά χαρακτηριστικά επιφάνειας του HIV. Όπως παρατήρησαν μελετώντας τη μέθοδο σε κουνέλια, αφού ανοσοποιήθηκαν με τις πρωτεΐνες, ανέπτυξαν αντισώματα που ήταν ικανά να συνδεθούν με τον ιό.
Σύμφωνα με το Cheng Zhu, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Penn State College of Medicine, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποιώντας τις σχεδιασμένες πρωτεΐνες διαπίστωσε ότι το αίμα ήταν ικανό να δημιουργήσει αντισώματα που μπορούν να εμποδίσουν τη μόλυνση του HIV σε κυτταρικά μοντέλα. Όταν επωάσανε τον ιό HIV, η μολυσματικότητά του μειώθηκε δραματικά από το αίμα των κουνελιών.
Όπως είπε ο Zhu η μελέτη – που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, παρέχει ουσιαστικά στους επιστήμονες έναν νέο τρόπο για τον σχεδιασμό πρωτεϊνών για εμβόλια.
Οι πρωτεΐνες ή τα ανοσογόνα που αναπτύξανε οι ερευνητές, δεν είναι ένα τελικό προϊόν, αλλά τώρα είναι σε θέση να αποδείξουν ότι είναι δυνατό να φτάσουν και το τελικό προϊόν. Επιπλέον, είναι επίσης πολύ συναρπαστικό γι αυτούς όπως λένε, το γεγονός ότι είχαν τη δυνατότητα να δημιουργήσουν μια νέα μέθοδο για να προσαρμόσουν τις πρωτεΐνες, οι οποίες θα μπορούσαν να ανοίξουν την πόρτα για την ανάπτυξη εμβολίων και για άλλες λοιμώξεις.
Παρόλο που εκατομμύρια άνθρωποι ζουν με τον ιό HIV σε ολόκληρο τον πλανήτη, η δημιουργία ενός εμβολίου για τον ιό έχει κάπως δυσκολέψει τους ερευνητές. Τα εμβόλια δρουν με διδασκαλία του ανοσοποιητικού συστήματος όπου σε έναν ιό μπορεί να προσκολληθεί ένα αντίσωμα πριν τον εξουδετερώσει. Για να δημιουργηθεί ένα εμβόλιο, οι ερευνητές πρέπει πρώτα να προσδιορίσουν αυτό το σημείο.
Ο Νικολάι Ντοκολάν, καθηγητής και αναπληρωτής πρόεδρος της έρευνας στο Τμήμα Φαρμακολογίας του Πανεπιστημίου Penn State, εξήγησε ότι η ανάπτυξη ενός εμβολίου για τον ιό HIV είναι δύσκολη επειδή ο ιός μεταλλάσσεται συνεχώς.
Ακόμα κι αν αναπτύξουν όπως λέει, ένα αντίσωμα για ένα συγκεκριμένο στέλεχος του ιού, αυτό το αντίσωμα μπορεί να μην είναι αποτελεσματικό στο επόμενο στέλεχος του ιού.
Προκειμένου να αναπτυχθούν ευρέως αντισώματα εξουδετέρωσης, δηλαδή, αντισώματα που εξουδετερώνουν πολλαπλά στελέχη ενός ιού, πρέπει να βρουν κάτι που να παραμένει σταθερό στον ιό και τα αντισώματα αυτά να τον μπλοκάρουν.
Σύμφωνα με τον Dokholyan, ο ιός HIV χρησιμοποιεί επικάλυψη υδατανθράκων για να προστατεύσει μια πρωτεΐνη στην επιφάνειά του που ονομάζεται Env. Αν και αυτή η πρωτεΐνη θα μπορούσε να είναι ένας πιθανός στόχος για τα εμβόλια, η επίστρωση με υδατάνθρακες καθιστά δύσκολη ή αδύνατη την πρόσβαση και την εξουδετέρωση των αντισωμάτων.
Αλλά μερικές φορές, εμφανίζονται οπές σε αυτή την επικάλυψη, εκθέτοντας την Env πρωτεΐνη σε πιθανά αντισώματα. Ο καθηγητής Ζου είπε, ότι μαζί με τους άλλους ερευνητές ήθελε να βρει έναν τρόπο να στοχεύσει αυτές τις τρύπες.
Η ιδέα, όπως είπε, ήταν να κάνουν μοριακό χειρουργείο για να αντιγράψουν τμήματα της επιφάνειας του ιού και να τα επικολλήσουν σε διαφορετικές, καλοήθεις πρωτεΐνες, έτσι ώστε να φαίνονται αλλά δεν δρουν όπως η πρωτεΐνη Env.
Ελπίζοντας βέβαια, ότι αυτό θα επέτρεπε στο ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίσει τον ιό και να δημιουργήσει αντισώματα για να το εξουδετερώσει στο μέλλον.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υπολογιστικά μοντέλα για να σχεδιάσουν πρωτεΐνες που θα μπορούσαν να μιμηθούν την συντηρημένη πρωτεϊνική επιφάνεια διαφόρων στελεχών του ΗIV που θα χρησιμοποιηθούν στο εμβόλιο. Ο Dokholyan είπε ότι, ενώ οι πρωτεΐνες συνήθως είναι τροποποιημένες με την αλλαγή ενός αμινοξέος κάθε φορά, ήθελαν να δοκιμάσουν μια διαφορετική προσέγγιση.
Έτσι, αντί να αλλάζουν ένα αμινοξύ κάθε φορά, έκοβαν μια μεγάλη επιφάνεια του στελέχους του HIV και στη συνέχεια τη συνέδεαν με μια διαφορετική πρωτεΐνη. Το σημαντικό ήταν όπως συμπλήρωσε, να μπορέσουν να κάνουν αυτές τις μεγάλες μοριακές χειρουργικές επεμβάσεις και τελικά η στρατηγική αυτή δούλεψε με μεγάλη ακρίβεια.
Μετά τη δημιουργία ανοσογόνων χρησιμοποίησαν τις νέες πρωτεΐνες που μιμούνται τον ιό HIV, οι ερευνητές ανοσοποίησαν τα κουνέλια και έκαναν δείγματα αίματος μία φορά το μήνα. Μετά την ανάλυση των δειγμάτων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το αίμα περιείχε αντισώματα που συνδέονται με τον ιό HIV.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι ενώ τα ευρήματα είναι ελπιδοφόρα, πρέπει να γίνουν ακόμη περισσότερες μελέτες για το θέμα αυτό. Είναι σημαντικό να μπορέσουν όπως είπαν, να δημιουργήσουν μια ανοσολογική απάντηση στον ιό HIV και για να γίνει αυτό πρέπει να βελτιώσουν τις ικανότητες εξουδετέρωσης των αντισωμάτων και άλλες πτυχές πριν να μπορέσει να γίνει βιώσιμο εμβόλιο.
Σύμφωνα με τον καθηγητή, στο μέλλον η μέθοδος σχεδιασμού πρωτεϊνών θα μπορούσε ενδεχομένως να συμβάλει στη δημιουργία και εξατομίκευση εμβολίων για διάφορες ασθένειες σε διάφορες περιοχές του κόσμου.
Οι ασθένειες μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία που ζουν όπως είπε. Για παράδειγμα, υπάρχουν διαφορετικά στελέχη του ιού HIV σε διάφορες χώρες ή περιοχές και αν μπορέσουν να προσαρμόσουν εύκολα τις πρωτεΐνες για τα εμβόλια, αυτό είναι ένα καλό παράδειγμα όπου η εξατομικευμένη ιατρική θα παίξει ρόλο.
Η ερευνητική ομάδα συμπεριελάμβανε και τους:
Elena Dukhovlinova, Olivia Council, Lihua Ping, Edgar M. Faison, Shamit S. Prabhu, E. Lake Potter, Stephen L. Upton, Guowei Yin, James M. Fay, Laura P. Kincer, Ean Spielvogel, Sharon L. Campbell, S. Rahima Benhabbour, Hengming Ke and Ronald Swanstrom, από το πανεπιστήμιο Chapel Hill της Βόρειας Καρολίνας. Ενώ, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας ήταν αυτά που βοήθησαν και στήριξαν την συγκεκριμένη έρευνα.
Πηγή:
https://news.psu.edu/story/561151/2019/02/27/research/custom-made-proteins-may-help-create-antibodies-fight-hiv
