Новое исследование демонстрирует, что одна экспериментальная вакцина способна снизить уровень ВИЧ в тысячу раз

Новое исследование показало, что однократная инъекция экспериментального препарата может значительно снизить уровень ВИЧ у приматов, кроме человека, на срок до 30 недель.

Исследование, опубликованное в журнале Science, предполагает, что этот препарат может стать простой и надёжной альтернативой текущему стандартному лечению людей, живущих с ВИЧ.

Исследование проводилось совместно Университетом здравоохранения и науки Орегона (Oregon Health & Science University) и Калифорнийским университетом в Сан-Франциско (University of California San Francisco). В ходе исследования было обнаружено, что терапевтические интерферирующие частицы (TIP) снижают уровень ВИЧ у приматов в 1000 раз как минимум у пяти из шести обработанных животных. У одного из обработанных животных уровень ВИЧ стал настолько низким, что вирус стал неопределяемым.

TIP — это небольшие созданные в лаборатории сегменты вируса ВИЧ, которые не вызывают заболеваний. Они размножаются настолько быстро, что могут подавлять ВИЧ у инфицированного человека. Соавтор исследования, вирусолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Леор Вайнбергер (Leor Weinberger) впервые придумал идею TIP в начале 2000-х годов с помощью компьютерных исследований. Затем он усовершенствовал концепцию с помощью лабораторных исследований и моделей на мышах.

«На самом деле нет ничего, что могло бы изменить течение болезни таким образом», — сказала соавтор Нэнси Хейгвуд (Nancy Haigwood). «Если TIP смогут снизить уровень ВИЧ у людей так же, как это произошло в нашем исследовании на приматах, то эта технология может открыть двери к альтернативным подходам к лечению ВИЧ и, возможно, даже означать, что людям не придётся принимать лекарства всю оставшуюся жизнь».

Четыре года назад Вайнбергер предложила провести совместное исследование с Хейгвуд, которая посвятила свою исследовательскую карьеру тестированию вакцин и методов лечения ВИЧ и СПИДа на моделях приматов, не являющихся людьми. В рамках исследования команды исследователей из UCSF и OHSU впервые оценили TIP на приматах, не являющихся людьми. Результаты этого исследования будут использованы для проведения запланированных клинических испытаний на людях.

«Это 20-летнее исследовательское путешествие открывает дверь в будущее, в котором людям, живущим с ВИЧ, возможно, больше не придётся соблюдать постоянные схемы приёма лекарств», — сказал Вайнбергер. «Эти исследования на приматах показывают перспективность применения TIP с однократной дозой и являются убедительным показателем эффективности в испытаниях на людях».

Перспективное лечение, профилактика

Текущее стандартное лечение ВИЧ включает ежедневный приём индивидуально подобранной комбинации антиретровирусных препаратов. Антиретровирусная терапия позволяет людям жить долго и полноценно, а большинству людей удаётся достичь неопределяемого уровня ВИЧ. Однако эти лекарства сильны и могут вызывать многочисленные побочные эффекты. А пропуск запланированных доз антиретровирусной терапии может привести к тому, что ВИЧ станет устойчивым к этой комбинации препаратов.

Другой вариант лечения — антитела, изготовленные в лаборатории, но инфузии необходимо проводить регулярно на протяжении всей жизни человека. Возможность сделать одну длительную инъекцию может снизить как бремя, так и стоимость лечения ВИЧ.

Для этого исследования исследовательская группа вводила нечеловеческим приматам TIP, а затем через 24 часа подвергала их воздействию приматской формы ВИЧ. Ещё четыре примата, не являющихся человеком, были инфицированы, но не получали лечения и служили контролем в исследовании.

Учёные наблюдали за всеми 10 приматами в течение 30 недель, регулярно анализируя образцы крови и тканей из лимфатических узлов, где сосредоточены резервуары ВИЧ у людей, живущих с ВИЧ. Повторные количественные анализы показали, что у всех, кроме одного, обработанных животных уровни ДНК и РНК ВИЧ были значительно ниже, чем в контрольной группе.

Снижение уровня ВИЧ в 1000 раз, которое наблюдала команда, в три раза превышает то, что может задержать людей с ВИЧ от развития СПИДа.

Используя данные этого исследования, исследователи провели математическое моделирование, чтобы определить, что одна инъекция TIP может навсегда снизить уровень вируса ниже порога передачи ВИЧ, установленного Всемирной организацией здравоохранения. Это означает, что, хотя результаты должны быть подтверждены исследованиями на людях, результаты исследования показывают, что одна прививка TIP может предотвратить передачу вируса от человека, живущего с ВИЧ, кому-либо ещё.

Исследовательская группа также не наблюдала рекомбинации, или когда два разных вирусных штамма одновременно заражают одну клетку и штаммы обмениваются генетическим материалом для создания гибрида с частями обоих штаммов. Рекомбинация является основной причиной вариаций ВИЧ, что отчасти делает вирус таким трудным для лечения. Отсутствие рекомбинации указывает на то, что TIP не усложнят борьбу с ВИЧ в будущем.

Вайнбергер, Хейгвуд и их коллеги проводят последующее исследование на приматах, не относящихся к человеку, чтобы оценить, как может работать одна инъекция TIP после того, как инфекция уже установлена и контролируется с помощью антиретровирусной терапии, чтобы контролировать вирус после прекращения терапии.

Литература:
Fathima N. Nagoor Pitchai et al, Engineered deletions of HIV replicate conditionally to reduce disease in nonhuman primates, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adn5866

study shows a single experimental shot reduces HIV levels 1,000-fold

A single shot of an experimental injection dramatically reduces levels of the monkey form of HIV in nonhuman primates for at least 30 weeks, according to a study published today in Science. The new research suggests that the lab-made shot has the potential to offer a simple and durable alternative to the current standard treatment for people living with HIV, which is effective but demanding.

The collaborative study between Oregon Health & Science University and the University of California San Francisco found Therapeutic Interfering Particles, or TIPs, reduced HIV levels in nonhuman primates by at least 1,000-fold in five of six treated subjects. The primate form of HIV was so low in one treated animal that the virus became undetectable.

TIPs are small, lab-engineered segments of the HIV virus that do not cause disease. TIPs reproduce so rapidly that they compete with HIV and are designed to suppress HIV in an infected person. The study’s corresponding author, University of California San Francisco virologist Leor Weinberger, Ph.D., first came up with the idea for TIPs in the early 2000s through computational research. He then refined the concept with laboratory research and mouse models.

«There’s really nothing that can change the course of disease like this,» said co-author Nancy Haigwood, Ph.D., a professor at OHSU’s Oregon National Primate Research Center. «If TIPs can reduce HIV in people like it has in our nonhuman primate study, this technology could open the door to alternative approaches to HIV care and mean people won’t have to take medications for the rest of their lives. That is incredibly exciting.»

Four years ago, Weinberger proposed a joint study with Haigwood, who has focused her four-decade research career on testing HIV and AIDS vaccines and treatments in nonhuman primate models. For this study, teams of UCSF and OHSU researchers evaluated TIPs in nonhuman primates for the first time. Results from this research will be used to inform a planned clinical trial in people.

«This 20-year-long research journey opens the door to a future where people living with HIV may no longer have to adhere to continual drug regimens,» Weinberger said. «These primate studies show the promise of a single-dose TIP intervention and are a strong indicator of efficacy in human trials.

«The real test, of course, will be the upcoming human clinical trials,» he continued. «But, if TIPs prove effective, we could be on the brink of a new era in HIV treatment that could bring hope to millions of people—particularly in areas where access to antiviral drugs remains a challenge.»

Promising treatment, prevention

The current standard HIV treatment involves taking a personalized combination of antiretroviral medications on a daily basis. Antiretroviral therapy enables people to live long, full lives and can enable most people to achieve undetectable HIV levels. However, the medications are potent and can cause numerous side effects, including diarrhea, fatigue, mood changes and high cholesterol. And missing scheduled antiretroviral therapy doses can lead HIV to become resistant to that combination of drugs, leaving a patient with fewer treatment options.

Another treatment option is lab-made antibodies, but the infusions must be given regularly throughout a person’s lifetime. Having the option of a single, long-lasting injection could reduce both the burden and the expense of HIV treatment.

For this study, the research team—including Ann J. Hessell, Ph.D., a professor at OHSU’s Oregon National Primate Research Center, and professor Jacob Estes, Ph.D., director of OHSU’s Vaccine & Gene Therapy Institute—injected nonhuman primates with TIPs and then exposed them to the primate form of HIV 24 hours later. An additional four nonhuman primates were infected, but not treated, and served as controls for the study.

Scientists observed all 10 of the nonhuman primates for 30 weeks, regularly analyzing samples of blood and tissue from the lymph nodes, where reservoirs of HIV are concentrated in people living with HIV. Repeated, quantitative analyses showed all but one of the treated animals consistently had substantially lower levels of both HIV DNA and RNA than the controls.

The 1,000-fold reduction in HIV levels that the team observed is three times more than what can delay people with HIV from developing AIDS.

Using data from this study, the researchers conducted mathematical modeling to determine that a single TIP injection has the potential to permanently reduce viral levels below the World Health Organization’s threshold for HIV transmission. This means that while the findings need to be confirmed with human studies, the study’s results suggest that one TIP shot could prevent a person living with HIV from passing the virus onto anyone else.

The research team also did not observe recombination, or when two different viral strains infect a single cell at the same time and the strains exchange genetic material to create a hybrid with portions of both strains. Recombination is a major cause of HIV variation, which partly makes the virus so challenging to treat. The absence of recombination indicates that TIPs won’t make managing HIV more difficult down the road.

Weinberger, Haigwood and colleagues are conducting a follow-up nonhuman primate study to assess how a single TIPs injection could work after infection is already established and controlled with antiretroviral therapy, to control virus when the therapy is halted.