Rute untuk memunculkan Antibodi HIV dipetakan

Jurnal Secience - Para peneliti telah melacak secara rinci bagaimana kekuatan menetralkan pada antibodi HIV untuk berevolusi, sebuah temuan yang menghasilkan petunjuk penting untuk memandu desain vaksin pencegahan HIV, menurut sebuah penelitian yang muncul di Science Express minggu ini. Penemuan dilakukan oleh tim yang dipimpin oleh Vaccine Research Center (VRC) di Institut Nasional Penyakit Alergi dan Infeksi (NIAID).

Ini penelitian yang elegan membawa kita selangkah lagi lebih dekat untuk vaksin HIV dan menetapkan suatu teknik baru dan ampuh untuk mengevaluasi respon kekebalan tubuh manusia untuk vaksin eksperimental, tidak hanya untuk HIV, tetapi untuk patogen umumnya," kata Direktur NIAID Anthony S. Fauci, MD

Temuan baru membangun pada penemuan tahun lalu dilaporkan oleh para ilmuwan VRC tiga antibodi HIV, dua di antaranya bisa berhenti lebih dari 90 persen dikenal jenis HIV global dari menginfeksi sel manusia di laboratorium. Disebut VRC01, VRC02 dan VRC03, antibodi ini ditemukan pada darah yang disumbangkan untuk studi NIAID oleh terinfeksi HIV Amerika Utara dikenal sebagai donor 45. Dalam kertas baru, para ilmuwan melaporkan menemukan antibodi mirip dengan VRC01 dalam darah dua terinfeksi HIV Afrika dikenal sebagai donor dan donor 74 0219.

Para peneliti lebih lanjut menemukan bahwa VRC01-seperti antibodi semua mengikat ke tempat yang sama tentang HIV dengan cara yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa vaksin HIV harus mengandung replika protein tempat ini, yang dikenal sebagai situs CD4 mengikat, untuk memperoleh antibodi sekuat VRC01, menurut para peneliti. Situs CD4 mengikat adalah salah satu dari beberapa bagian dari virus terus bermutasi yang tetap sama di varian HIV di seluruh dunia, dan virus menggunakan situs ini untuk menempel pada sel yang terinfeksi.

Para ilmuwan sebelumnya menemukan bahwa gen untuk VRC01-seperti antibodi mengalami jumlah mutasi yang sangat tinggi  70 sampai 90 antara draft pertama yang kode untuk antibodi lemah dan versi terakhir yang kode untuk sebuah antibodi yang dapat menetralisir HIV. Gen ini terletak pada DNA sel kekebalan yang disebut sel B.

"Untuk membuat vaksin yang memunculkan VRC01-seperti antibodi, kita perlu pelatih sel B untuk mengembang gen antibodi sepanjang salah satu beberapa jalur, yang kita miliki sekarang diidentifikasi, dari bayi sampai bentuk dewasa, HIV," kata VRC Gary J. Nabel Direktur, MD, Ph.D.

Untuk memandu sel B di sepanjang jalur evolusi diperpanjang, para ilmuwan pertama yang dibutuhkan untuk memetakan rute. Mereka mulai dengan memutar ke teknologi yang ada untuk urutan pengumpulan sel-B gen yang kode untuk semua antibodi dibuat oleh sistem kekebalan tubuh seseorang. Penelitian ini menandai kali pertama teknologi ini, disebut sekuensing mendalam, telah digunakan untuk melacak evolusi dari respon antibodi terhadap HIV pada tingkat genetik. Para peneliti NIH kemudian merancang teknik-teknik canggih bioinformatika untuk menguraikan perpustakaan besar data genetik yang dihasilkan oleh sekuensing mendalam.

"Kami menemukan cara untuk membaca buku, atau gen, di perpustakaan ini dengan mendefinisikan karakteristik unik dari VRC01-seperti antibodi," kata Peter Kwong, Ph.D., kepala bagian biologi struktural VRC dan co-peneliti utama dari studi.

Berdasarkan penemuan mereka dari struktur umum dan asal genetik dari VRC01-seperti antibodi, para ilmuwan menyusun strategi untuk pemindaian perpustakaan DNA B-sel donor dan donor 45 74. Dari ratusan ribu gen antibodi, para ilmuwan pertama kali diidentifikasi ribuan yang kode untuk VRC01-seperti antibodi dan kemudian diurutkan gen ini ke dalam pohon keluarga yang menunjukkan evolusi mereka dari tahap awal mereka menjadi bentuk dewasa. Gen-gen yang kode untuk antibodi HIV menetralisir dikelompokkan bersama-sama pada cabang yang sama dari pohon.

Selanjutnya, para peneliti berfokus pada segmen gen yang mengkode bagian dari antibodi VRC01-seperti yang melekat pada dan menetralkan HIV. Memeriksa urutan ini dalam gen dari kerabat baru ditemukan VRC01 mengungkapkan bagaimana urutan berubah langkah demi langkah di sepanjang salah satu dari beberapa jalur yang jelas dari kondisi semula menjadi bentuk dewasa. Sebuah vaksin yang memunculkan VRC01-seperti antibodi akan perlu untuk membujuk DNA sel B antibodi belum matang untuk berevolusi sepanjang salah satu jalur tersebut.

Para ilmuwan sekarang bertujuan untuk menciptakan protein mereka dapat memberikan melalui vaksin untuk melayani sebagai rambu-rambu yang mengarahkan perkembangan sel-B DNA untuk menghasilkan VRC01-seperti antibodi.

Penelitian baru telah jauh-implikasi untuk pengembangan vaksin. "Ketika kami mengembangkan dan menguji vaksin HIV baru, maka akan mungkin untuk menganalisis tidak hanya antibodi dalam darah, tetapi juga sel B spesifik gen yang bertanggung jawab untuk memproduksi antibodi terhadap HIV," kata John R. Mascola, MD, wakil direktur penyidik VRC dan co-penelitian. "Informasi ini akan menunjukkan apakah vaksin HIV yang diteliti dalam percobaan praklinis atau klinis menuju ke arah yang benar."