Kháng thể Bispecific có thể phá hủy các hồ chứa nhiễm HIV ẩn • Vyacheslav Kalinin • Tin tức khoa học về "Nguyên tố" • Y học, Di truyền học

Kháng thể Bispecific có thể phá hủy các hồ chứa nhiễm HIV ẩn.

Hình 1. Mô hình virus suy giảm miễn dịch ở người. Xanh đậm phức hợp glycoprotein gp120 được hiển thị, màu nâu – màng lipid của virus. Ảnh từ questiongene.com

Cuộc chiến chống vi-rút suy giảm miễn dịch ở người (HIV) không dừng lại, và miễn là nó vẫn là một vấn đề chưa được giải quyết của nhân loại. Phương pháp điều trị hiện đại kéo dài tuổi thọ của những người bị nhiễm bệnh gần như với tuổi thọ của những người khỏe mạnh, nhưng đồng thời họ chỉ ngăn chặn sự sao chép của virus, không cho phép chữa bệnh hoàn toàn. Một số tế bào HIV bị nhiễm bệnh không chết và trở thành các hồ chứa tiềm ẩn (ẩn) của virus. Các nhà khoa học từ Hoa Kỳ đã phát triển các kháng thể đặc biệt trực tiếp tế bào T độc tế bào để tấn công các tế bào HIV tiềm ẩn. Triển vọng cho ứng dụng trực tiếp của phương pháp này là không rõ ràng, nhưng kết quả có thể là một bước quan trọng đối với sự phát triển của các công cụ và phương pháp để chữa bệnh hoàn toàn cho AIDS.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, vào cuối năm 2014, kể từ khi định nghĩa về virus suy giảm miễn dịch ở người vào năm 1981, hơn 70 triệu người đã bị nhiễm HIV. Trong số này, hơn 35 triệu người đã chết, gần 37 triệu người bị nhiễm bệnh.Do số lượng người nhiễm HIV tăng nhanh và tương đối nhanh, tình trạng đại dịch đã được giao (xem Dịch tễ học về HIV / AIDS). HIV đặc biệt phổ biến ở miền nam châu Phi (ở một số nước trong khu vực này, ví dụ ở Nam Phi và Botswana, hơn 20% dân số bị nhiễm bệnh). Ở Nga, theo đầu năm 2016, khoảng một triệu người nhiễm HIV đã được ghi nhận, nhưng theo thống kê, chỉ có khoảng một nửa số bệnh nhân biết rằng họ bị nhiễm HIV, vì vậy bức tranh thực tế có thể trở nên tồi tệ hơn nhiều.

HIV lây nhiễm các tế bào của hệ thống miễn dịch và sắp xếp lại các chức năng của chúng để phù hợp với nhu cầu của chúng. Kết quả là, hệ thống miễn dịch bị ức chế và hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS) phát triển. Cơ thể của bệnh nhân mất khả năng phòng chống nhiễm trùng và khối u. Nếu không được điều trị, một người bị nhiễm HIV chết trong 9-11 năm từ cái gọi là bệnh cơ hội mà cơ thể khỏe mạnh thường thành công.

HIV trong môi trường không ổn định và chỉ được truyền qua máu hoặc chất dịch cơ thể. Nhiễm trùng xảy ra thông qua da bị hư hỏng và màng nhầy hoặc trong các thủ thuật y tế.Trong chu kỳ sinh sản của HIV, RNA của virus được chuyển thành DNA bằng sao chép ngược của virus và được kết hợp vào bộ gen của tế bào (Hình 2). Sau đó nó được phiên mã thành RNA, nó chỉ đạo việc tổng hợp các protein đặc hiệu của vi-rút nhân lên vi rút và tạo thành một hạt virus, sau đó chồi ra khỏi tế bào.

Hình 2 Cấu trúc của HIV. Virus được bao quanh bởi màng lipid, do đó nó không ổn định trong môi trường. Các protein bề mặt của virus được nhúng vào màng tế bào. Các kháng thể được sử dụng trong các công trình thảo luận được hướng trực tiếp trên bề mặt glycoprotein gp120. Ảnh từ ru.wikipedia.org

Những nỗ lực và phương tiện quan trọng đã được dành cho việc phát triển vắc-xin HIV, nhưng chiến thắng cuối cùng chỉ có thể được mơ ước. Lý do cho sự thất bại là trong khả năng tuyệt vời của virus để thay đổi tính chất miễn dịch của nó và do đó tránh được các hành động của các kháng thể gây ra bởi vắc-xin.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong việc duy trì chất lượng cuộc sống của bệnh nhân AIDS. Việc sử dụng liệu pháp kết hợp hiệu quả cao có tác dụng chống lại sao chép ngược của virus và protease,tùy thuộc vào việc chẩn đoán nhiễm trùng kịp thời, nó có thể kéo dài tuổi thọ của những người bị nhiễm bệnh đến gần như tuổi thọ khỏe mạnh. Nhưng một số tế bào bị nhiễm HIV (khoảng một trong một triệu) không chết và vẫn là một hồ chứa tiềm ẩn của virus trong đó DNA của HIV được tích hợp vào hệ gen – và nếu ngừng điều trị kháng virus, hồ chứa có thể được kích hoạt và bệnh sẽ tiếp tục. Do đó, liệu pháp này phải được tiếp tục trong suốt cuộc đời của người bị nhiễm bệnh. Nhưng liệu pháp kháng virus rất tốn kém và có thể liên quan đến các tác dụng phụ không mong muốn. Do đó, việc phát triển các phương pháp tiếp cận để loại bỏ các hồ chứa HIV có liên quan cao cả từ quan điểm y tế và kinh tế.

Gần đây, hai nhóm các nhà nghiên cứu, độc lập với nhau, gần như đồng thời xuất bản các bài báo mô tả một cách tiếp cận ban đầu để loại bỏ các tế bào HIV tiềm ẩn. Cả hai bài báo đều được chuẩn bị bởi các nhóm nghiên cứu đến từ Hoa Kỳ. Trong các bài báo đang thảo luận, một nỗ lực đã được thực hiện để giải quyết vấn đề này với sự giúp đỡ của các kháng thể đặc hiệu sinh học.

Sự phát triển của kháng thể bispecific có thể được xem xétmột trong những tiến bộ quan trọng nhất trong miễn dịch học và y học, đặc biệt là trong điều trị ung thư. Cách tiếp cận điều trị này bắt đầu được nghiên cứu vào giữa những năm 80 của thế kỷ XX, và nghiên cứu khá nhanh chóng in vitro đã chỉ ra rằng anh ta có tiềm năng lớn. Không giống như các kháng thể tự nhiên thông thường (Hình 3), kháng thể không chính xác là cấu trúc protein nhân tạo bao gồm các mảnh của hai kháng thể khác nhau (Hình 4) và do đó liên kết với hai kháng nguyên khác nhau. Chúng thường được sử dụng và điều trị ung thư thành công nhất. Trong những trường hợp này, chúng thường được sắp xếp theo cách chúng liên kết các tế bào T độc tế bào (T-killers) của hệ miễn dịch (bởi kháng nguyên bề mặt CD3) để nhắm vào các tế bào ung thư bị phá hủy (bởi kháng nguyên bề mặt).

Hình 3 Đề án của kháng thể. 1 – vùng biến (Fab). 2 – khu bảo tồn (Fc). 3 – chuỗi nặng (màu lama) với một miền biến (VH) kết nối với một tên miền bảo thủ (CH1), sau đó là một "bản lề" và hai tên miền bảo thủ hơn (CH2 và CH3). 4 – chuỗi ánh sáng (màu xanh lục) với các miền biến thiên (VL) và bảo thủ (CL). 5 – vị trí liên kết kháng nguyên (paratop, xem Paratope). 6 – "bản lề". Hình ảnh từ en.wikipedia.org

Các kháng thể bispecific đầu tiên thực sự là kháng thể trifunctional (xem kháng thể Trifunctional), được thiết kế để tiêu diệt các tế bào ung thư. Chúng bao gồm hai chuỗi protein nặng và nhẹ (Hình 4). Mỗi cặp có nguồn gốc từ hai kháng thể khác nhau. Hai vị trí liên kết kháng nguyên (liên kết kháng nguyên mảnh) nhận ra hai kháng nguyên khác nhau. Vùng liên tục Fc (một mảnh immunoglobulin kết tinh, một mảnh của một vùng có thể kết tinh) đã hình thành nên vị trí gắn kết kháng nguyên thứ ba, từ đó cái tên "kháng thể trifunctional" có nguồn gốc.

Hình 4 Các thành phần và thiết kế khác nhau của các kháng thể không chính xác. Hàng trên cùng – các mảnh khác nhau (tên miền), được sử dụng để xây dựng các kháng thể không chính xác. Hàng dưới cùng – ba loại kháng thể không chính xác: kháng thể trifunctional, Fab được liên kết hóa học và vận động tế bào T đặc hiệu. Các bộ phận của các kháng thể khác nhau được dán nhãn màu lam hoặc màu xanh lục màu sắc. Hình ảnh từ wikipedia.org

Nhưng đã có những khó khăn trên con đường của các nhà khoa học: không dễ dàng để tạo ra các kháng thể không chính xác với số lượng lớn, và tất cả các loại xét nghiệm mất rất nhiều thời gian.Hơn nữa, việc sử dụng kháng thể như vậy chứng minh liên quan đến một số tác dụng phụ như miễn dịch (khả năng gợi ra một phản ứng miễn dịch), gây ra các chất độc hại, cũng như sự tồn tại thời gian ngắn trong cơ thể.

Để giải quyết những vấn đề sau này phát triển các loại kháng thể bispecific, hình thành từ những mảnh kháng thể – các ràng buộc về mặt hóa học Fab, lĩnh vực cắt ngắn công nhận các kháng nguyên của protein lai được nối với nhau bằng các kháng thể khác nhau nhận ra lĩnh vực (Hình 4). Bây giờ đưa vào thực hành lâm sàng trong vài thuốc chống ung thư dựa trên kháng thể bispecific, ví dụ katumaksomab (Catumaxomab) và blinatumomab (Blinatumomab), được phát triển trên cơ sở của một bispecific "T cell huy động" cắn và sử dụng chống lại bệnh bạch cầu lymphoblastic cấp tính.

Cần lưu ý rằng bispecific tế bào kháng thể sản xuất đầu tiên với HIV đã được xây dựng cách đây 25 năm, nhưng họ không phải là hoàn hảo, và như một phương tiện điều trị không áp dụng (xem. J. Berg et al., 1991. kháng thể Bispecific rằng trung gian giết hại các tế bào bị nhiễm virus HIV của bất kỳ căng thẳng và A. Traunecker et al., 1991. Bispecific phân tử chuỗi đơn (Janusins) nhắm mục tiêu các tế bào lympho gây độc tế bào trên tế bào nhiễm HIV). Đây là tại một thời điểm khi có không thành lập các thuốc kháng virus hiệu quả và các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều cách khác nhau của việc chống c HIV.Các tác giả của các bài báo thảo luận đã đi xa hơn: các mẫu thiết kế của các kháng thể bispecific trở nên hoàn hảo hơn, và quan trọng nhất, chúng được hướng vào các hồ chứa HIV tiềm ẩn.

Cả hai nhóm đều mô tả sự phát triển và nghiên cứu các đặc tính của kháng thể không chính xác, trong đó các mảnh kháng thể kháng nguyên bề mặt HIV gp120 liên kết với các mảnh kháng thể đối với các kháng nguyên bề mặt CD3, thành phần quan trọng nhất của miễn dịch tế bào. Việc tính toán, như trong các trường hợp kháng thể chống ung thư, được thực hiện trên thực tế rằng việc xây dựng như vậy sẽ "kéo" đến các tế bào bị nhiễm HIV, các T-killers sẽ tiêu diệt chúng (Hình 5 và Hình 6).

Hình 5 Đề án chung về hành động kháng thể chống lại các tế bào nhiễm HIV. Các kháng thể liên kết với kháng nguyên CD3 của tế bào T CD8 + tế bào độc và protein bề mặt gp120 trên màng tế bào bị nhiễm. Do đó, các kháng thể không chính xác dường như "kéo" các tế bào T vào các tế bào bị nhiễm HIV, góp phần vào sự phá hủy tế bào sau này. Hình ảnh từ tóm tắt phổ biến đến các bài viết thảo luận.

Mặc dù triết lý của cả hai nghiên cứu là như nhau, các cấu trúc kháng thể hơi khác nhau (đối với nhóm A. Pegu et al.nó có vẻ hoàn hảo hơn). Thực tế là để phức hợp kháng thể T-cell + nhận ra các hồ chứa HIV tiềm ẩn, cần phải kích thích chúng tạo ra các protein bề mặt virus. Trong công việc của nhóm J. Sung et al. điều này đạt được bằng cách xử lý tế bào in vitro phytohemagglutinin – protein thực vật, chất ức chế enzyme histone deacetylase. Trong tác phẩm của A. Pegu et al. “sự khiêu khích” này không bắt buộc: các kháng thể không chính xác của chúng có thể tạo ra các protein bề mặt virus trong các tế bào HIV tiềm ẩn. Nó đã được chứng minh rằng các hệ thống phát triển có hiệu quả bị giết in vitro như các tế bào HIV tiềm tàng nuôi cấy và các tế bào bị nhiễm bệnh thu được từ bệnh nhân.

Hình 6 A, B sơ đồ cấu trúc của các kháng thể được thiết kế nhân tạo bispecific với kháng nguyên CD3 của tế bào T độc tế bào và kháng nguyên bề mặt HIV; miền biến của chuỗi protein nặng (VH) được kết nối với miền biến của chuỗi ánh sáng (VL). C – Đề án tấn công các tế bào nhiễm HIV. Hình ảnh từ bài viết thảo luận J. Sung et al.

Các tác giả của cả hai bài báo tin rằng các kháng thể không chính xác được tạo ra bởi chúng có thể trở thành một tác nhân trị liệu miễn dịch hiệu quả cho việc tiêu diệt các hồ chứa HIV tiềm ẩn.Cả cộng đồng khoa học và xã hội nói chung nên chào đón và hỗ trợ nghiên cứu nhằm mục đích chữa trị hoàn toàn cho HIV. Nhưng trong trường hợp này, các triển vọng cho ứng dụng lâm sàng của phương pháp mô tả vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, các nghiên cứu chi tiết bổ sung là cần thiết. Các nghiên cứu được mô tả đã được thực hiện in vitrovà không biết mức độ ảnh hưởng đạt được sẽ diễn ra trong cơ thể như thế nào. Người ta biết rằng liệu pháp miễn dịch với sự giúp đỡ của các kháng thể nước ngoài gây ra một phản ứng miễn dịch trong cơ thể chống lại các kháng thể này. Và một tác dụng phụ như vậy thực sự được quan sát bởi nhóm A. Pegu et al. trong thí nghiệm trên khỉ.

Một tác nhân có thể tạo ra các kháng nguyên HIV trong các tế bào bị nhiễm bệnh gần đây mà không gây tổn thương các tế bào khỏe mạnh vẫn chưa được biết đến. Hơn nữa, các hồ chứa tiềm ẩn của HIV có thể được đặt, ví dụ, trong hệ thống thần kinh trung ương, nơi mà sự xâm nhập của các phân tử protein là khó khăn do sự hiện diện của hàng rào máu não. Nói chung, việc áp dụng các kết quả thu được vẫn còn rất xa, và cần nhiều nghiên cứu hơn nữa. Tuy nhiên, các công trình thảo luận là một bước quan trọng hướng tới sự phát triển của các công cụ và phương pháp để loại bỏ hoàn toàn HIV.

Nguồn:
1) Julia A. M. Sung et al.Các tế bào bị nhiễm HIV qua trung gian tế bào, các protein Re-Targeting Dual-Affinity Tạp chí điều tra lâm sàng. 2015. V. 125. P. 4077-4090.
2) Amarendra Pegu et al. Kích hoạt và phân hủy tế bào CD4 ở người đã nhiễm HIV-1 // Giao tiếp tự nhiên. 2015. V. 6. Số bài viết: 8447.
3) Douglas D. Richman. HIV: Chữa bằng cách giết chết // Thiên nhiên. 2015. V. 528. P. 198-199. (Bản tóm tắt phổ biến cho các bài viết đang thảo luận.)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: