Gesundheit

Maßgeschneiderte Proteine können helfen, Antikörper gegen HIV

Eine neue Art und Weise zu erstellen, die Proteine, die schleichen durch HIV-Schutz-Beschichtung kann ein Schritt in Richtung Verständnis für die wichtigsten Komponenten, die notwendig sind für die Entwicklung eines Impfstoff für das virus, nach Ansicht der Forscher.

Mit Hilfe von computational modeling, ein team von Forschern, angeführt von der Penn State entworfen und erstellt, Proteine, ahmte verschiedenen auf der Oberfläche von HIV. Nach dem impfen mit den Proteinen, Kaninchen entwickelter Antikörper, die in der Lage waren, zu binden, mit dem virus.

„Wir konnten zeigen, dass durch die Nutzung unserer entworfenen Proteine, das Blut war in der Lage, spontan zu erzeugen Antikörper hemmen die Infektion mit HIV in zellulären Modellen,“ sagte Cheng Zhu, ein Postdoc-Stipendiat an der Penn State College of Medicine. „Wenn wir die Inkubation der HIV-virus seine Infektiosität drastisch verringert wurde, indem die Kaninchen‘ Blut.“

Zhu fügte hinzu, dass die Studie, heute veröffentlicht (Feb. 27) in der Natur-Kommunikation—bietet einen neuen Weg, um design Proteine für Impfstoffe.

„Die Proteine oder immunogene—wir haben nicht ein fertiges Produkt, aber wir waren in der Lage zu beweisen, dass es möglich ist, zu tun,“ Zhu sagte. „Darüber hinaus ist es auch sehr spannend, wir waren in der Lage, erstellen Sie eine neue Methode, um maßgeschneiderte Proteine machen, was könnte die Tür öffnen für die Entwicklung von Impfstoffen für andere Infektionen, wie gut.“

Obwohl Millionen von Menschen, die mit HIV Leben auf der ganzen Welt, erstellen Sie einen Impfstoff für das virus hat angedeutet Forscher. Impfstoffe arbeiten, indem Sie die Lehre des Immunsystems, wo auf ein virus einen Antikörper anlagern können vor dem neutralisieren es. Erstellen Sie einen Impfstoff, Forscher zuerst bestimmen müssen, dies vor Ort.

Nikolaj Dokholyan, G. Thomas Passananti Professor und stellvertretende Vorsitzende für Forschung in der Abteilung von Pharmakologie an der Penn State, erklärte, dass die Entwicklung eines Impfstoffes gegen HIV ist schwierig, da das virus ständig mutiert.

„Auch wenn wir entwickeln einen Antikörper für einen bestimmten Stamm des virus, dass der Antikörper möglicherweise nicht einmal bemerken, den nächsten Stamm des virus,“ Dokholyan sagte. „Um die Entwicklung der breit neutralisierende Antikörper—Antikörper neutralisieren mehrere Stämme eines virus—, die wir brauchen, um etwas zu finden, dass bleibt konstant auf der virus für diese Antikörper zu, die Verriegelung auf.“

Nach Dokholyan, die HIV verwendet, um eine Beschichtung von Kohlenhydraten zu schützen, ein protein auf der Oberfläche Env. Während dieses proteins könnte zu einem potenziellen Ziel für Impfstoffe, die Kohlenhydrat-Beschichtung macht es schwierig oder unmöglich für Antikörper gegen Zugriff und neutralisieren es.

Aber manchmal, Löcher natürlich erscheinen in dieser Beschichtung, Verfügbarmachen des Env-proteins zu potentiellen Antikörpern. Zhu sagte, dass er und die anderen Forscher einen Weg finden wollte, um den Gegner in diese Löcher.

„Die Idee wäre, das zu tun molekulare Chirurgie zu kopieren Abschnitte der Viren-Oberfläche und fügen Sie Sie auf unterschiedliche, gutartige Proteine, so dass Sie Aussehen würde, aber nicht handeln, wie das Env-protein,“ Zhu sagte. „Wir hoffen, dass dies würde es ermöglichen, das Immunsystem erkennt das virus und erstellen von Antikörpern zu neutralisieren, um es in die Zukunft.“

Die Forscher verwendeten Rechenmodelle zu design Proteine, die würde imitieren die konservierten protein-Oberfläche von verschiedenen HIV-Stämme in der Impfstoff. Dokholyan sagte, dass, während in der Regel Proteine entwickelt werden, durch die änderung einer Aminosäure zu einer Zeit, Sie wollten einen anderen Ansatz probieren.

„Anstelle der änderung einer Aminosäure zu einer Zeit, es ist eine große Oberfläche der HIV-Stamm, ausgeschnitten und dann aufgesteckt auf ein anderes protein,“ Dokholyan sagte. „Es ist ein wichtiger Meilenstein in der Lage sein, das zu tun diese wichtigen molekularen Operationen, und es ist sehr spannend, dass die Strategie arbeitete mit einer sehr hohen Genauigkeit.“

Nach dem erstellen immunogene verwendet, die neue, HIV-ähnlichen Proteine, die Forscher immunisierten Kaninchen und zog Blutproben einmal im Monat. Nach der Analyse der Proben fanden die Forscher, dass das Blut enthaltenen Antikörper, die in der Lage waren, zu binden, auf HIV.

Die Forscher sagten, dass, während die Ergebnisse sind vielversprechend, es gibt noch viel Arbeit getan werden muss.

„Es ist wichtig, dass wir in der Lage waren, eine Immunantwort auf die HIV-und zeigen, dass es möglich ist als proof-of-concept,“ Dokholyan sagte. „Aber wir müssen noch zu verbessern, die Antikörper, die‘ Neutralisierung Fähigkeiten und andere Aspekte, bevor es zu einem tragfähigen Impfstoff.“

Dokholyan sagte, dass in der Zukunft, die protein-design-Methode könnte möglicherweise helfen, erstellen und Personalisieren Impfstoffe für verschiedene Krankheiten in verschiedenen Regionen der Welt.