Molekul yang berasal dari lam menyasarkan strain terpendam HIV

Pasukan penyelidik di Georgia State University telah membangunkan molekul kecil yang berkuasa yang boleh menyasarkan strain HIV yang terpendam. Sumbernya? Gen antibodi daripada DNA llama.

Kajian itu, yang diketuai oleh profesor madya biologi Jianliang Xu, menggunakan nanobodies yang berasal daripada llamas untuk meneutralkan secara meluas pelbagai jenis HIV-1, bentuk virus yang paling biasa. Penyelidikan baharu pasukan itu diterbitkan dalam jurnal Advanced Science.

"Virus ini telah menemui cara untuk mengelak sistem imun kita. Antibodi normal adalah besar, jadi mereka sukar mencari dan menyerang permukaan virus. Antibodi baharu ini mungkin memudahkannya," kata Jiangliang Xu, penolong profesor biologi di Georgia State University.

Para saintis yang mencari rawatan berkesan dan pencegahan HIV telah bekerja dengan unta seperti llama selama kira-kira 15 tahun. Ini kerana bentuk dan ciri-ciri antibodi mereka menjadikan mereka lebih fleksibel dan berkesan untuk mengenal pasti dan meneutralkan objek asing seperti virus HIV.

Penyelidikan baharu ini membentangkan kaedah yang boleh digunakan secara meluas untuk meningkatkan prestasi badan nano. Nanobodies ialah serpihan antibodi yang direka bentuk yang kira-kira sepersepuluh saiz antibodi biasa. Ia diperbuat daripada antibodi rantai berat berbentuk Y yang fleksibel - terdiri daripada dua rantai berat - yang lebih berkesan untuk melawan virus tertentu berbanding antibodi rantai ringan biasa.

Nanobodies diperbuat daripada antibodi berbentuk Y yang fleksibel yang terdiri daripada peptida rantai berat yang mungkin lebih berkesan dalam melawan virus tertentu.

Untuk kajian itu, para saintis mengimunkan llama dengan protein yang direka khas, yang membawa kepada penghasilan badan nano yang meneutralkan. Jiangliang Xu dan pasukannya kemudian mengenal pasti nanobodies yang boleh menyasarkan tapak yang terdedah pada virus itu. Apabila pasukan itu mencipta nanobodies dalam tiga tandem - mengulangi bahagian pendek DNA - nanobodies yang terhasil sangat berkesan, meneutralkan 96 peratus daripada strain HIV-1 yang berbeza.

Analisis lanjut mendedahkan bahawa nanobodies ini meniru pengiktirafan reseptor CD4, pemain utama dalam jangkitan HIV. Untuk meningkatkan keberkesanannya, nanobodies telah digabungkan dengan antibodi peneutralan meluas (bNAb), menghasilkan antibodi baharu dengan keupayaan peneutralan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

"Daripada membangunkan koktel antibodi, kita kini boleh mencipta satu molekul yang boleh meneutralkan HIV," kata Jiangliang Xu. "Kami sedang bekerjasama dengan nanobody yang meneutralkan secara meluas yang boleh meneutralkan lebih daripada 90 peratus strain HIV yang beredar, dan apabila kami menggabungkannya dengan bNAb lain yang juga meneutralkan kira-kira 90 peratus, bersama-sama mereka boleh meneutralkan hampir 100 peratus."

Jianliang Xu memulakan penyelidikan ini di Pusat Penyelidikan Vaksin Institut Kesihatan Nasional di Bethesda, Maryland, di mana beliau bekerjasama dengan pasukan lebih daripada 30 saintis. Pasukan itu termasuk Peter Kwong, seorang profesor biokimia dan biofizik molekul di Universiti Columbia dan pengarang bersama kajian itu. Sejak Jianliang Xu tiba di Georgia State University pada 2023, beliau telah membimbing Peyton Chan, calon PhD di Georgia State University. Bersama-sama, mereka berusaha untuk mengembangkan rawatan berpotensi ini.

Chan berkata dia teruja dengan prospek untuk penyelidikan inovatif.

"Nanobodies ini adalah antibodi peneutral terbaik dan paling mujarab setakat ini, yang saya fikir sangat menjanjikan untuk masa depan terapi HIV dan penyelidikan antibodi," kata Chan. "Saya berharap satu hari nanti nanobodies ini akan diluluskan untuk rawatan HIV."

Usaha masa depan akan menumpukan pada menggabungkan badan nano llama dengan bNAb sedia ada lain untuk menentukan sama ada beberapa gabungan ini boleh mencapai peneutralan 100 peratus dan menawarkan pilihan rawatan baharu dalam memerangi HIV, menurut Jiangliang Xu.