Антитела против ВИЧ: была ли сенсация?

В про­шлый чет­верг в жур­на­ле Science вышла ста­тья Ден­ни­са Бер­то­на и кол­лег, о кото­рой было рас­тру­би­ле­но по все­му све­ту, как о ради­каль­ном про­ры­ве на пути к побе­де над ВИЧ. Най­де­на «ахил­ле­со­ва пята» виру­са! В этой ста­тье я поста­ра­юсь разо­брать­ся, где тут про­рыв, где нор­маль­ный про­гресс и что это все озна­ча­ет для рабо­ты над вак­ци­ной.

Сна­ча­ла неболь­шое вве­де­ние для тех, кто ниче­го не зна­ет об анти­те­лах. Наша иммун­ная систе­ма еже­днев­но про­из­во­дит огром­ное коли­че­ство B-кле­ток, кото­рые могут син­те­зи­ро­вать анти­те­ла. Спе­ци­фич­ность этих анти­тел слу­чай­на и инди­ви­ду­аль­на для каж­дой клет­ки. B-клет­ка пла­ва­ет в кро­ви неко­то­рое вре­мя, и если ей не попа­да­ет­ся мик­ро­ор­га­низм, с кото­рым ее анти­те­ло может свя­зать­ся, то она уми­ра­ет. Когда в наш орга­низм попа­да­ет мик­ро­ор­га­низм, то иммун­ная систе­ма начи­на­ет пере­би­рать все име­ю­щи­е­ся в орга­низ­ме B-клет­ки в поис­ке тех, чьи анти­те­ла могут свя­зы­вать­ся с этим орга­низ­мом. Такая клет­ка акти­ви­ру­ет­ся и начи­на­ет, во-пер­вых, делить­ся, а во-вто­рых, про­из­во­дить анти­те­ла в огром­ных коли­че­ствах. Основ­ная роль анти­тел – три­ви­аль­но цеп­лять­ся и поме­чать мик­ро­ор­га­низ­мы (и дру­гие чуже­род­ные суб­стан­ции) в орга­низ­ме. Поме­чен­ные таким обра­зом мик­ро­ор­га­низ­мы рас­по­зна­ют­ся иммун­ной систе­мой и уни­что­жа­ют­ся. Это основ­ная роль анти­тел, но в отно­ше­нии виру­сов у анти­тел есть еще важ­ный побоч­ный эффект. Посколь­ку виру­сы явля­ют­ся моле­ку­ляр­ны­ми маши­на­ми, свя­зы­ва­ние с ними анти­те­ла ино­гда (но не все­гда) нару­ша­ет функ­ци­о­наль­ность этой маши­ны: вирус теря­ет свою инфек­ци­он­ность. Анти­те­ла, кото­рые сво­им свя­зы­ва­ни­ем выво­дят вирус из дей­ствия, назы­ва­ют­ся ней­тра­ли­зу­ю­щи­ми анти­те­ла­ми. Ней­тра­ли­зу­ю­щие анти­те­ла – доволь­но стан­дарт­ное явле­ние и их мож­но най­ти прак­ти­че­ски в любом чело­ве­ке, кото­рый был зара­жен ВИЧ доль­ше, чем год. Но из-за высо­ко­го раз­но­об­ра­зия виру­са ней­тра­ли­зу­ю­щее дей­ствие этих анти­тел обыч­но огра­ни­че­но кон­крет­ным виру­сом, кото­рый был в этом чело­ве­ке.

В ста­тье, вышед­шей в про­шлый чет­верг, рас­ска­зы­ва­ет­ся о том, как, исполь­зуя новые тех­но­ло­гии, авто­ры нашли в одном чело­ве­ке два анти­те­ла, обла­да­ю­щих ней­тра­ли­зу­ю­щей актив­но­стью про­тив широ­ко­го спек­тра вари­ан­тов ВИЧ.

Сна­ча­ла вкрат­це о плю­сах. Наход­ка, без­услов­но, инте­рес­ная. За послед­ние 25 лет иссле­до­ва­ния ВИЧ было най­де­но все­го четы­ре анти­те­ла, име­ю­щих широ­кий спектр дей­ствия. В этой рабо­те, авто­ры за при­мер­но два года нашли еще два, при­чем с более высо­кой актив­но­стью и более широ­ким спек­тром дей­ствия, чем преды­ду­щие четы­ре.

Теперь о мину­сах. Это иссле­до­ва­ние под­твер­ди­ло уже извест­ный факт: ней­тра­ли­зу­ю­щие анти­те­ла широ­ко­го спек­тра дей­ствия чрез­вы­чай­но ред­ки. Авто­ры спе­ци­аль­но выбра­ли чело­ве­ка, про кото­ро­го было извест­но, что такие анти­те­ла у него в кро­ви име­ют­ся, но про­скри­ни­ро­вав 30,000 анти­тел из это­го чело­ве­ка и нашли лишь два с широ­ким спек­тром дей­ствия (да и эти два на самом деле ока­за­лись лишь вари­ан­та­ми друг дру­га). Кро­ме того, пря­мо­го при­ме­не­ния для раз­ра­бот­ки вак­ци­ны эти анти­те­ла не име­ют. То есть они будут очень полез­ны для после­ду­ю­щих иссле­до­ва­ний, но шаг от них до вак­ци­ны не три­ви­а­лен. Если бы он был три­ви­а­лен, то вак­ци­ну сде­ла­ли бы уже дав­но, исполь­зуя най­ден­ные ранее четы­ре анти­те­ла с широ­ким спек­тром ней­тра­ли­за­ции.

Неболь­шое отступ­ле­ние об исполь­зо­вав­ших­ся тех­но­ло­ги­ях. Поиск анти­тел с нуж­ны­ми свой­ства­ми (не обя­за­тель­но про­тив виру­са) все­гда был про­цес­сом очень дли­тель­ным и тру­до­ем­ким. Каж­дая B-клет­ка про­из­во­дит свое соб­ствен­ное анти­те­ло. То есть выде­лен­ные из кро­ви клет­ки надо сор­ти­ро­вать по одной и потом уже выяс­нять, что имен­но они про­из­во­дят. Одна­ко в куль­ту­ре, отдель­но от осталь­ной иммун­ной систе­мы, B-клет­ки дол­го не живут. Для того, что­бы их вырас­тить и полу­чить анти­те­ла, B-клет­ки сна­ча­ла «дела­ли бес­смерт­ны­ми» путем гибри­ди­за­ции с рако­вы­ми клет­ка­ми. Этот про­цесс очень сло­жен, неэф­фек­ти­вен и зани­ма­ет очень мно­го вре­ме­ни. Полу­чен­ные «бес­смерт­ные» клет­ки уже сор­ти­ро­ва­ли по одной и выра­щи­ва­ли из них кле­точ­ные куль­ту­ры, кото­рые про­из­во­ди­ли анти­те­ла в боль­ших коли­че­ствах. Толь­ко на этой ста­дии мож­но было тести­ро­вать анти­те­ла на нуж­ные свой­ства (напри­мер, на спо­соб­ность ней­тра­ли­зо­вать вирус). Весь про­цесс зани­мал годы. Две новые тех­но­ло­гии поз­во­ли­ли его суще­ствен­но уско­рить. Во-пер­вых, тех­но­ло­гия ком­па­нии Theraclone поз­во­ля­ет B-клет­кам чув­ство­вать себя в кле­точ­ной куль­ту­ре, как в орга­низ­ме: жить доста­точ­но дол­го и про­дол­жать делить­ся. Поэто­му мож­но B-клет­ки выде­лить из кро­ви и сра­зу отсор­ти­ро­вать по одной в спе­ци­аль­ной сре­де, в кото­рой они начи­на­ют раз­мно­жать­ся и про­из­во­дить анти­те­ла. Коли­че­ство про­из­ве­ден­ных анти­тел не очень вели­ко (при­мер­но 50 мик­ро­лит­ров), но вполне доста­точ­но для очень чув­стви­тель­но­го теста. Тут на помощь при­хо­дит тех­но­ло­гия ком­па­нии Monogram, кото­рая поз­во­ля­ет про­те­сти­ро­вать эти 50 мик­ро­лит­ров на ней­тра­ли­за­цию доволь­но широ­ко­го спек­тра виру­сов ВИЧ. Таким обра­зом эли­ми­ни­ру­ет­ся самый тру­до­ем­кий и неэф­фек­тив­ный шаг – гибри­ди­за­ция B-кле­ток с рако­вы­ми клет­ка­ми. Кро­ме того, боль­шая часть рабо­ты может быть робо­ти­зи­ро­ва­на. Как я уже писал выше, два полу­чен­ных анти­те­ла были добы­ты при­мер­но за два года и сто­и­ли по $100K каж­дое. Мож­но ожи­дать, что в даль­ней­шем и вре­мя, и затра­ты на поис­ки таких анти­тел суще­ствен­но сокра­тят­ся.

Ну и нако­нец, несколь­ко вари­ан­тов того, какую поль­зу могут дан­ные анти­те­ла при­не­сти в иссле­до­ва­нии ВИЧ и в раз­ра­бот­ке вак­ци­ны и зачем их вооб­ще сто­ит искать и выде­лять:

Изна­чаль­но поиск ней­тра­ли­зу­ю­щих анти­тел с широ­ким спек­тром дей­ствия моти­ви­ро­вал­ся иде­ей о том, что если мы такие анти­те­ла най­дем, то потом мож­но будет узнать, с чем имен­но на виру­се они свя­зы­ва­ют­ся (та самая «ахил­ле­со­ва пята»). Эту «ахил­ле­со­ву пяту» тогда мож­но было бы син­те­зи­ро­вать в боль­ших коли­че­ствах и впрыс­ки­вать в людей в каче­стве вак­ци­ны, пото­му что все выра­ба­ты­ва­е­мые про­тив «пяты» анти­те­ла будут ней­тра­ли­зо­вать вирус. Эта идея уже была про­те­сти­ро­ва­на с преды­ду­щи­ми анти­те­ла­ми и не сра­бо­та­ла – «пят­ки» вооб­ще не вызы­ва­ли почти ника­ко­го иммун­но­го отве­та, не то что ней­тра­ли­зу­ю­ще­го. При­чи­ны для это­го не совсем понят­ны, и воз­мож­ность иссле­до­вать новые анти­те­ла может помочь нам их понять.

Несколь­ко более общий под­ход к это­му вопро­су осно­вы­ва­ет­ся на пони­ма­нии того, поче­му имен­но неко­то­рые анти­те­ла явля­ют­ся ней­тра­ли­зу­ю­щи­ми. Мы до сих пор не зна­ем меха­низ­ма широ­кой ней­тра­ли­за­ции. Допол­ни­тель­ные анти­те­ла с широ­ким спек­тром ней­тра­ли­за­ции поз­во­лят иссле­до­вать этот вопрос.

Пред­по­ло­жи­тель­но когда-нибудь в буду­щем мы будем знать меха­низ­мы широ­кой ней­тра­ли­за­ции и тогда мы смо­жем их как-то исполь­зо­вать в дизайне вак­ци­ны.

Недав­но так­же ста­ли поду­мы­вать о том, что най­ден­ные анти­те­ла широ­ко­го спек­тра дей­ствия мож­но пря­мо экс­прес­си­ро­вать в людях (а не пытать­ся вызвать их появ­ле­ние с помо­щью вак­ци­ны). Этот метод пред­по­ла­га­ет, напри­мер, впрыс­ки­ва­ние в мыш­цу ДНК, коди­ру­ю­щую ген нуж­но­го анти­те­ла. Экс­пе­ри­мен­ты на мака­ках и на мышах (с уже извест­ны­ми четырь­мя анти­те­ла­ми) гово­рят о том, что в прин­ци­пе такое рабо­тать может – под­опыт­ные живот­ные ока­зы­ва­ют­ся защи­щен­ны­ми от виру­са. Но и тут есть несколь­ко про­блем. Во-пер­вых, этот под­ход сра­бо­тал не во всех под­опыт­ных живот­ных; иммун­ная систе­ма неко­то­рых при­ня­ла это анти­те­ло за пато­ген­ный мик­ро­ор­га­низм и нача­ла его уни­что­жать. Во-вто­рых, проб­ные экс­пе­ри­мен­ты на уже зара­жен­ных людях уди­ви­тель­ным обра­зом пока­за­ли отсут­ствие эффек­тив­но­сти анти­тел в подав­ле­нии виру­са. При­чи­ны это­го тоже не совсем понят­ны. Нако­нец, на сего­дняш­ний день у нас нет мето­дов достав­ки, кото­рые бы поз­во­ли­ли экс­прес­си­ро­вать анти­те­ла в доста­точ­ных коли­че­ствах в тече­ние доста­точ­но дол­го­го вре­ме­ни. Через несколь­ко меся­цев после инъ­ек­ции впрыс­ну­тая ДНК (или дру­гой век­тор) теря­ет свои свой­ства и экс­прес­сия анти­тел идет на убыль. Для вак­ци­ны это не под­хо­дит.

Сум­ми­руя все выше­ска­зан­ное, дан­ная рабо­та опре­де­лен­но явля­ет­ся очень боль­шим про­грес­сом и несет потен­ци­ал ради­каль­но уве­ли­чить наши воз­мож­но­сти по иссле­до­ва­нию меха­низ­мов ней­тра­ли­за­ции ВИЧ, но для того, что­бы транс­фор­ми­ро­вать полу­чен­ные зна­ния в вак­ци­ну, рабо­ты еще пред­сто­ит про­де­лать мно­го.

Егор Воро­нин
( shvarz.livejournal.com ),
сотруд­ник Global HIV Vaccine
Enterprise

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: