استفاده از ويروس عفوني‌كننده ميمون براي توليد واكسن HIV
پروتئيني از ويروس نقص ايمني ميموني (SIV) كه مي‌تواند ميمون‌ها و كپي‌ها را عفوني كند، به‌عنوان جزئي از واكسن ضد ويروس HIV نتايج اميدواركننده‌اي حاصل كرده است. اين مطالعه را دانشمندان مؤسسه‌ي پژوهشي اسكريپس در كاليفرنيا انجام داده‌اند.
ويروس SIV شامپانزه كه مي‌تواند موجب بيماري شبيه ايدز در ميزبان طبيعي خود شود، ويروسي است كه به ميان انسان‌ها راه يافت و در حدود يك قرن پيش در آفريقا به HIV تكامل پيدا كرد. پروتئين پوشش (پاكت) خارجي ويروس SIV يعني Env داراي يك ساختار مشترك كليدي با پروتئين همتاي آن در ويروس HIV است. اين ويژگي موجب شده است كه پروتئين پاكت SIV به‌عنوان يك مولفه‌ي بالقوه براي طراحي واكسني دربرابر عفونت HIV درانديشه متخصصين گرفته شود. در اين مطالعه كه در مجله‌ي Cell Reports منتشر شد، دانشمندان مؤسسه‌ي اسكريپس دريافتند تلقيح موش‌ها با استفاده از پروتئين‌هاي پاكت SIV موجب توليد آنتي‌بادي‌هايي مي‌شود كه عفونت ناشي از چندين سويه از HIV را خنثي مي‌كنند. دنيس بورتون، نويسنده‌ي مقاله مي‌گويد:
ما نشان داده‌ايم كه مي‌توانيم از ويژگي‌هاي SIV عفوني‌كننده‌ي شامپانزه براي تحريك توليد آنتي‌بادي‌هايي دربرابر ويروس HIV كه موجب عفونت در انسان مي‌شود، استفاده كنيم. اين يك استراتژي ساده اما الهام‌بخش است كه استفاده از ويروس آبله گاوي براي ايمني‌سازي دربرابر ويروس آبله را در بيش از ۲۰۰ سال پيش به ما يادآوري مي‌كند و مي‌تواند در ساخت يك واكسن HIV به ما كمك كند.
با اينكه داروهايي وجود دارند كه HIV را كنترل كرده و ميزان انتقال آن را كاهش مي‌دهند، اين بيماري يكي از علل اصلي مرگ‌و‌مير و نيز تهديدي براي ميليون‌ها نفر در سرتاسر جهان به‌شمار مي‌رود. طبق گزارش مركز پيشگيري و كنترل بيماري‌ها، در حدود ۳۷ ميليون نفر در سرتاسر جهان در پايان سال ۲۰۱۷ دچار اين بيماري بودند. واكسن HIV مي‌تواند به پيشگيري از اين عفونت و كنترل انتشار آن كمك كند.
رويكرد معمول براي طراحي يك واكسن ويروسي استفاده از نسخه‌ي ضعيف‌شده يا مهندسي‌شده‌ي ويروس به‌عنوان يك ايمونوژن است كه موجب تحريك سيستم ايمني براي توليد آنتي‌بادي‌هاي حفاظتي مي‌شود. اما اين روش درمورد HIV نتيجه‌اي نداشته است. ويروس عامل ايدز در جريان عفونت، ازلحاظ ساختارهاي خارجي به سرعت جهش پيدا مي‌كند و به‌طور مداوم سويه‌ها يا واريانت‌هايي ايجاد مي‌كند كه مي‌توانند از آنتي‌بادي‌هايي كه عليه واريانت‌هاي قبلي توليد شده‌اند، فرار كنند. واكسن مبتني بر سويه‌هاي HIV كه فرد در گذشته با آن‌ها مواجه شده است، مي‌تواند دربرابر تمام نسخه‌هاي HIV كه فرد احتمالا در آينده با آن‌ها رو‌به‌رو مي‌شود، بي‌تاثير باشد.
گروه بورتون مي‌خواستند واكسن‌هاي HIV را به‌عنوان يك رويكرد جايگزين طراحي كنند كه بر پاسخ آنتي‌بادي دربرابر بخش‌هاي واقعا آسيب‌پذير ويروس متكي باشد. اين ساختارهاي آسيب‌پذير ويروسي يا اپي‌توپ‌هاي خنثي‌كننده عمومي ازانديشه متخصصين توانايي HIV براي عفوني كردن سلول‌ها و تكثير چنان مهم هستند كه با گذشت زمان و از سويه‌اي به سوي ديگر دچار تغيير چنداني نمي‌شوند. البته اين رويكرد، يك استراتژي چالش‌برانگيز است زيرا اين ساختارها به‌طور معمول به‌خوبي به‌وسيله‌ي ويروس پنهان مي‌شوند.
علاوه‌براين، آنتي‌بادي‌هايي كه مي‌توانند به اين اپي‌توپ‌ها متصل شوند، اشكال غيرعادي دارند و اساسا توليد آن‌ها براي سيستم ايمني دشوار است؛ آن‌ها به‌ندرت در افراد عفوني‌شده با HIV ديده مي‌شوند و حتي در اين افراد در مقادير بسيار كمي وجود دارند. بورتون و همكارانش اميدوار هستند كه با استفاده از عفونت مقدماتي و مجموعه‌اي از تزريق‌هاي تقويتي از اين موانع عبور كنند. آن‌ها اين كار را با استفاده از ايمونوژن‌هاي متمايزي انجام مي‌دهند كه به‌تدريج موجب مي‌شوند آنتي‌بادي‌هايي كه اتصال محكمي با اپي‌توپ‌ها برقرار مي‌كنند، در بدن توليد شده و در همين حين ميزان توليد آنتي‌بادي‌هاي غيراختصاصي و اضافي عليه بخش‌هاي آسيب‌ناپذير ويروس به حداقل برسد.
پروتئين پاكت SIV به‌عنوان يك ايمونوژن خوب براي چنين واكسني درانديشه متخصصين گرفته شده است زيرا داراي يك اپي‌توپ، خنثي‌كننده‌ي عمومي به نام V2-Apex است كه تقريبا به همتاي آن در پروتئين پاكت HIV شباهت دارد. رائيس آندرابي، نويسنده‌ي نخست اين مطالعه مي‌گويد:
ما مي‌خواهيم در يك استراتژي چند مرحله‌اي و چند مولفه‌اي واكسن HIV، پاسخ‌هاي آنتي‌بادي را دربرابر اپي‌توپ‌هاي خنثي‌كننده‌ي عمومي مشترك بين ايمونوژن‌ها ايجاد كنيم و در همين حين، پاسخ‌هاي غيرهدفمند دربرابر ديگر اپي‌توپ‌ها را به حداقل برسانيم.
آندرابي و همكارانش يك نسخه‌ي پايدار از پروتئن پاكت SIV را از يك سويه‌ي SIV عفوني‌كننده‌ي شامپانزه كه شبيه HIV انساني بود، مهندسي كردند (يك ساختار تريمر كه به‌طور طبيعي به‌وسيله‌ي غشاي خارجي سلول حفاظت مي‌شود). پژوهشگران با استفاده از موش‌هاي مهندسي‌شده‌اي كه قادر بودند آنتي‌بادي‌هاي لازم را توليد كنند، نشان دادند كه تلقيح تريمر پروتئين پاكت SIV دو بار در طول دو هفته موجب پاسخ آنتي‌بادي هدفمند و دقيق دربرابر ويروس HIV سويه‌ي V2-Apex مي‌شود. پاسخ آنتي‌بادي قادر به خنثي كردن چندين سويه از HIV بود؛ افزودن يك تلقيح تقويتي با استفاده از تريمرهاي پروتئين پاكت HIV موجب گسترده‌تر شدن پاسخ خنثي‌كننده‌يHIV نيز شد. آندرابي مي‌گويد:
اين نشان مي‌دهد كه پاسخ‌هاي آنتي‌بادي در مسيرهاي مطلوب در حال توسعه بودند.
در همين حين، پژوهشگران در آزمايشگاه براي اولين‌بار از ميكروسكوپ الكتروني كرايو براي مطالعه ساختار اتمي تريمر پروتئين پاكت SIV استفاده كردند. اين پژوهشگران قصد داشتند تفاوت‌هاي ساختاري موجود بين تريمرهاي پروتئين پاكت HIV و SIV را شناسايي كنند. تريمر پروتئين پاكت SIV از سوي مؤسسه‌ي ملي آلرژي و بيماري‌هاي عفوني (NIAID) و مؤسسه‌ي ملي سلامت به‌عنوان كانديدايي براي واكسن HIV تأييد شد و توسعه‌ي يك فرايند توليد در مقياس بزرگ‌تر آغاز شده است. پژوهشگران اميدوارند طي چند سال آينده آزمايش‌هاي انساني خود را آغاز كنند.
هم انديشي ها