На иллюстрации видно, как белки оболочки, покрывающие поверхность вириона ВИЧ (1, 2), связываются с клеткой хозяина (3, 4). Тримерный MPER участок gp41 показан красным цветом, и он может быть отключен антителами, показанными на рисунке светло-голубым цветом.
В настоящее время вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) заражено более 33 миллионов человек по всему миру, и 30 миллионов умерло в результате развития синдрома иммунодефицита человека. Ученые университета Duke задались целью изучить область, которая может быть «ахиллесовой пятой» вируса ВИЧ. Объединив опыт в области биохимии, иммунологии и передовых компьютерных технологий, исследователи установили структуру ключевой части белка оболочки ВИЧ в области gp41 проксимального отдела внешней мембраны (membrane proximal external region, MPER), который ранее ускользал от подробного структурного описания. Исследования помогут сконцентрировать усилия по созданию вакцины против ВИЧ, которую пытаются создать в течение многих десятилетий. Коллектив авторов сообщил о своих результатах в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Разработка вакцины является такой сложной проблемой по той причине, что вирион ВИЧ необычайно хорошо уклоняется от воздействия иммунной системы. Одним из путей для этого является ряд структурных преобразований, которым подвергается вирус, сливаясь с клеткой хозяина. Комплекс белка оболочки является структурой, которая выступает из мембраны ВИЧ и ведет к заражению здоровых клеток. Ученые давно прицельно изучают этот комплекс для разработки вакцины, в частности копии его белка, называемого gp41 и тесно связанный с ним белок-партнер gp120.
Авторы заявили, что они считают область gp41, называемый MPER, самым уязвимым местом вириона ВИЧ. Привлекательность для исследования этой области вызвана тем, что она наиболее стабильна в таком изменчивом вирусе как ВИЧ. А эффективная вакцина должна действовать на область, которая была бы идентичной и стабильной во всех подтипах вируса.
Кроме того, этот регион имеет две особых последовательности аминокислот, которые кодируют нейтрализующие антитела. Эта область, прилегающая к вирусной мембране, есть место, где могут связывать и отключить вирус некоторые из наиболее эффективных антител, обнаруженных у ВИЧ-инфицированных пациентов.
Три аминокислотной цепи белка gp41 ВИЧ показаны желтым цветом. Синие и красные отрезки показывают места, где антитела могут связывать и нейтрализовать вирус, когда эти цепи вытянуты.
Когда вирус сливается с клеткой хозяина, белок оболочки ВИЧ проходит, по крайней мере, через три отдельных этапа. Его состояния до и после внедрения стабильны и хорошо изучены, но промежуточный этап, когда белок вступает в контакт с клеткой-хозяином – динамический. Нестабильность этого взаимодействия сделала этот процесс очень трудным для понимания, используя традиционные методы исследования, такие как рентгеновская кристаллография и ядерно-магнитно резонансная (ЯМР) спектроскопия.
Учёными был синтезирован белок, который включал в себя область MPER, связанный с мембраной и вел себя так же, как gp41 во время промежуточного этапа, но был достаточно стабильным для изучения. Требовалась не только структурная точность этого белка – он должен был эффективно связывать нейтрализующие антитела.
На сегодняшний день уже начался следующий этап этого исследования. В декабре 2013 года междисциплинарный исследовательский коллектив университета получил грант в размере 2,9 млн. долларов США от Фонда Билла и Мелинды Гейтс для разработки вакцины против ВИЧ, которая будет основываться на этих данных.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.