Przełomowy projekt MIT. DNA origami może pomóc pokonać HIV
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology przedstawili nowatorską koncepcję szczepionki przeciw HIV, wykorzystującą tzw. DNA origami - precyzyjnie złożone trójwymiarowe rusztowanie z DNA, które pozwala ukierunkować odpowiedź układu odpornościowego. Badania na myszach wykazały, że nowa metoda aktywuje znacznie więcej kluczowych komórek odpornościowych niż tradycyjne szczepionki oparte na białkowych nanocząstkach.
Tradycyjne szczepionki wykorzystują antygeny wirusowe osadzone na białkowych nośnikach. I choć skuteczne, białka te często wywołują reakcję immunologiczną skierowaną przeciw samej strukturze nośnika, co częściowo rozprasza uwagę układu odpornościowego i ogranicza produkcję przeciwciał przeciw wirusowi.
Jak czytamy w publikacji na łamach magazynu "Science", zespół MIT zastąpił więc białkowe rusztowania "cichym" rusztowaniem z DNA, niewidocznym dla układu odpornościowego, dzięki czemu odpowiedź immunologiczna skupia się wyłącznie na antygenie HIV. W testach na myszach szczepionka DNA origami zwiększyła ilość limfocytów pamięci nawet trzykrotnie w porównaniu z najnowocześniejszymi szczepionkami proteinowymi.
Nowa architektura szczepionek
Skuteczna szczepionka przeciw HIV wymaga wytworzenia szeroko neutralizujących przeciwciał, zdolnych do wiązania fragmentów wirusa niezmiennych między szczepami. Problem w tym, że limfocyty B odpowiedzialne za ich produkcję są niezwykle rzadkie.
Aby je aktywować, naukowcy połączyli antygen HIV imitujący tzw. CD4-binding site - krytyczny fragment wirusowej otoczki - z konstrukcją DNA origami. Tak precyzyjne ukierunkowanie pozwoliło skutecznie pobudzić odpowiednie komórki B, unikając niepotrzebnej aktywacji innych, nieistotnych komórek.
Byliśmy zaskoczeni, jak skutecznie konstrukcje DNA origami przewyższyły klasyczne nośniki wirusopodobne
Zobacz również:
Skalowanie i udoskonalenia
Pierwsze wersje szczepionki wykazywały słabe działanie, cząsteczki nie docierały do specjalistycznych komórek w węzłach chłonnych. Po modyfikacjach naukowcy poprawili układ antygenów na rusztowaniu DNA, zwiększając ich precyzję i dodając cząsteczki aktywujące limfocyty T. Dzięki temu układ odpornościowy myszy generował silniejszą i bardziej ukierunkowaną odpowiedź.
Eksperci niezależni, jak prof. John Moore z Weill Cornell Medicine, oceniają wyniki jako "eleganckie i obiecujące", choć zaznaczają, że wciąż nie wiadomo, czy podobny efekt uda się uzyskać u ludzi. Ale jeśli tak będzie, technologia DNA origami może znaleźć zastosowanie także w szczepionkach przeciw innym szybko mutującym wirusom, np. grypie. Naukowcy podkreślają jednak, że droga do skutecznej szczepionki przeciw HIV będzie wieloetapowa i prawdopodobnie wymagać będzie serii dawek, aby w pełni pobudzić układ odpornościowy.
To dopiero pierwszy krok, ale niezwykle istotny. Pokazuje, że możliwe jest ukierunkowanie układu odpornościowego na najtrudniejsze do aktywowania komórki
