Een rasterelektronenmikroskoopopname van virusdeeltjes op een witte bloedcel

Op basis van rekenmodellen ontwierpen onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania eiwitten die een aantal eigenschappen gemeen hadden met het membraanoppervlak van het hi-virus. De synthetische eiwitten zorgden ervoor dat het afweersysteem van konijnen antilichamen tegen hiv gingen aanmaken. De onderzoekers denken dat mettertijd een effectief vaccin tegen hiv te kunnen maken. Er is wel nog wat onderzoek nodig.
“De ontworpen eiwitten zorgden ervoor dat de bloedcellen spontaan antilichamen gingen aanmaken die hiv-besmetting wist te voorkomen in celkweken”, zegt onderzoeker Chen Zhu. “Als we het virus incubeerden dan bleek de besmettelijkheid ervan aanzienlijk verminderd in aanwezigheid van het (geïmmuniseerde; as) konijnenbloed.” Volgens Zhu hebben hij en zijn medeonderzoekers ook een nieuwe manier gevonden om eiwitten voor vaccins te ontwerpen.
“De eiwitten, immunogenen, die we ontwikkelden zijn niet het eindproduct, maar we waren toch in staat bewijs te leveren dat het zo kon”, legt hij uit. “Daarnaast hebben we een methode ontwikkeld om eiwitten te synthetiseren, die ook dienst zou kunnen doen bij andere infecties.”
Vaccins ‘vertellen’ het afweersysteem waar een antilichaam het virusdeeltjes kan aanvatten om dat onschadelijk te maken. Om een vaccin te maken moet die plek op het virusmembraan bekend zijn. Het probleem met het hi-virus is dat dat voortdurend muteert. “Zelfs als we antilichamen ontwikkelen voor een bepaalde virusstam, dan herkent dat die van een gemuteerd virus niet”, zegt Zhu’s baas Nikolay Dokholyan. “Om werkzaam te zijn voor al die verschillende hiv-stammen moeten we iets vinden dat constant blijft op het virus waaraan de antilichamen zich kunnen hechten.”
Het hi-virus gebruikt koolwaterstoffen om een eiwit op het virusoppervlak te beschermen: Env. Dat zou een potentieel want vast doelwit kunnen zijn voor antilichamen. De afscherming maakt het moeilijk zo niet onmogelijk voor de antilichamen om zich daar te binden, maar soms verschijnen er gaten in die beschermlaag en Zhu en medeonderzoekers gingen op zoek naar die gaten.

Moleculaire chirurgie

Zhu: “Het idee was om met moleculaire chirurgie delen van het virusoppervlak te kopiëren en die te plakken aan goedaardige eiwitten, waardoor ze lijken op Env, maar het niet zijn. Hopelijk dat daardoor het afweersysteem het virus herkent en antilichamen gaat aanmaken om het bij een nieuwe besmetting te neutraliseren.”
Gewoonlijk worden eiwitten gesynthetiseerd door er steeds een aminozuur aan te plakken, maar Zhu en de zijnen wilden dat anders doen. Dokholyan: “In plaats van steeds een eiwit te veranderen hebben we een groot deel van het virusoppervlak weggesneden en dat op een ander eiwit geplakt en het is geweldig dat die strategie goed uitpakte.”

Nadat de onderzoekers op die manier hun imunogenen hadden gemaakt, spoten ze daar konijnen mee in en namen elke maand bloedmonsters. In dat bloed vonden ze antilichamen die zich konden binden aan hiv-deeltjes.
Dat klinkt allemaal spannend, maar volgens de onderzoekers is er nog wel het een en ander uit te zoeken. Dokholyan: “Het is belangrijk dat we een afweerreactie tegen hiv wisten te creëren, maar er moet nog wel wat gebeuren om de werking van die antilichamen te verbeteren en nog wat zaken, maar de mogelijkheid zit er in dat we hier een werkzaam vaccin hebben.”
Volgens hem biedt de nieuwe knip-en-plak-methode om eiwitten te synthetiseren ook mogelijkheden de vaccins op de persoon af te stemmen. “Ziektes kunnen lokaal verschillen geeft, bijvoorbeeld doordat er verschillende virusstammen zijn in verschillende delen van de wereld. Als we makkelijk eiwitten kun synthetiseren voor vaccins dan wordt dat op de persoon afstemmen ook makkelijker.”

Bron: Science Daily