ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Медицина — 23.02.22
    ТЕКСТ: Аксинія Царук
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Біг наввипередки: чому досі немає вакцини від ВІЛ

    На початку 1980-х років науковці вперше виділили вірус імунодефіциту людини та встановили, що він призводить до розвитку СНІДу. Вони сподівались невдовзі отримати ефективну вакцину проти ВІЛ, однак 40 років по тому ця боротьба досі триває. За цей час дослідникам вдалось накопичити значний пласт інформації про свого ворога, вдосконалити методи молекулярної біології та підходи до розробки вакцин. Немало нових препаратів допускають до доклінічних та клінічних досліджень першої фази, але один із них нещодавно привернув до себе значну увагу.

    27 січня 2022 року науково-дослідна організація IAVI (International AIDS Vaccine Initiative) разом із компанією Moderna оголосили про початок першої фази клінічних досліджень мРНК-вакцини проти ВІЛ на людях1. У чому полягає її унікальність та чи варто очікувати від неї значних результатів?

     

    Історія розробки вакцини проти ВІЛ нараховує безліч невдач, які маленькими кроками наближають до дедалі кращого розуміння особливостей вірусу. Коли науковці тільки познайомились із новим збудником, вони його недооцінили, адже таких особливостей виявилось багато, і саме в них полягає вся складність процесу розробки ефективної вакцини. 

     

    Річ у тому, що ВІЛ належить до родини ретровірусів. Вони мають специфічний фермент, який має назву зворотна транскриптаза і забезпечує розмноження вірусу в особливий спосіб. Генетична інформація ВІЛ представлена молекулою РНК, на основі якої зворотна транскриптаза синтезує відповідну молекулу ДНК. Ця молекула ДНК, своєю чергою, вбудовується в ДНК зараженої клітини за допомогою іншого фермента – інтегрази. Так клітина-господар ненароком привласнює інструкції для побудови вірусних білків і поводиться з ними, як із власною генетичною інформацією.

     

    Мішенню для ВІЛ є клітини імунної системи, які мають на своїй поверхні рецептор CD4. До них належать зокрема Т-хелпери – лімфоцити, що розпізнають антигени та стимулюють імунну відповідь. Коли вірус інфікує клітину, він починає розмножуватися надзвичайно швидко, водночас зворотна транскриптаза схильна робити від 1 до 10 помилок на кожен цикл копіювання вірусного геному. Це зумовлює велику швидкість мутацій. У випадку ВІЛ вони переважно відбуваються в основній мішені для нейтралізуючих антитіл – оболонковому глікопротеїні. За даними британського дослідження 2001 року, різноманітність генетичних послідовностей ВІЛ у однієї інфікованої ним людини приблизно дорівнює загальній кількості варіантів вірусу грипу в світі, а грип належить до рекордсменів за швидкістю мутацій2

     

    Тож вірусу щоразу вдається рятуватися від атак імунної системи, і вона не здатна подолати його самостійно. Це також ускладнює розробку ефективної вакцини, адже нейтралізуючі антитіла, отримані після однієї вакцини, можуть бути ефективними лише проти декількох варіантів ВІЛ. 

     

    Також здатність ВІЛ вбудовуватись у геном заражених клітин одразу змусила дослідників відкинути традиційний підхід до виробництва вакцин, тобто використання інактивованого або ослабленого вірусу, щоб уникнути ризику інтеграції вірусної ДНК у геном пацієнтів (3). 

     

    Інша проблема полягає в тому, що перебіг ВІЛ-інфекції у тваринних моделях для вивчення захворювання відрізняється від такого у людей. Тому в 1990-х роках групи американських та японських науковців незалежно одна від одної об’єднали певні гени вірусу імунодефіциту людини та спорідненого до нього вірусу імунодефіциту мавп (Simian Immunodeficiency Virus), створивши химерний вірус SHIV (Simian-Human Immunodeficiency Virus). Його використовують у дослідженнях для зараження макак і так отримують модель, яка є найближчою до перебігу ВІЛ-інфекції у людей. Однак і ця модель не є ідеальною, тому точніших результатів варто очікувати лише від клінічних досліджень із залученням людей3.

     

    Загалом з 1988 року вчені розробили багато вакцин-кандидатів, а деякі з них навіть допускали до клінічних досліджень на людях. Таких досліджень нараховується близько 250, і більшість з них обмежуються першою фазою. Лише п’ять досліджуваних препаратів дійшли до другої і третьої фаз, але і вони не показали достатню ефективність. 

     

    Від самого початку науковці покладали надії на вакцини, які могли б стимулювати утворення нейтралізуючих антитіл для боротьби із вірусом. Але після низки проведених досліджень вони зробили висновок, що імунітет людини не здатний ефективно нейтралізувати ВІЛ за допомогою звичайних антитіл. Адже варіантів ВІЛ існує дуже багато, і антитіла до одних із варіантів не є ефективними проти інших. Певний час існувала зацікавленість у розробці вакцин, які могли б стимулювати специфічні Т-клітини, які знищують інфіковані вірусами клітини і мають назву Т-кілери. У дослідженнях окремих вакцин також намагались поєднати обидві стратегії стимулювання імунної відповіді. Однак результати випробувань таких вакцин на людях були невдалими. 

     

    Згодом у крові деяких інфікованих пацієнтів вдалося виявити особливі широко нейтралізуючі антитіла, які можуть знешкоджувати до 99% відомих варіантів ВІЛ. Широко нейтралізуючі антитіла націлені на консервативні частини вірусу, які є спільними для багатьох варіантів. Зокрема, вони здатні приєднуватись до ділянки оболонкового спайкового білка, яка виконує функцію розпізнавання рецептора CD4 клітин імунної системи. Так вірус не може взаємодіяти з рецептором та інфікувати клітини. Проблема полягає в тому, що такі типи антитіл є надзвичайно рідкісними, і виникають вони вже на пізніших етапах інфекції, коли вона перетворюється на хронічну3,4.

     

    Згодом науковці почали працювати над моделюванням імуногенів (компонентів вакцини, що викликають імунну відповідь), які могли б слугувати компонентами вакцин і викликати утворення більшої кількості широко нейтралізуючих антитіл. Клінічне дослідження одного з таких імуногенів з назвою eOD-GT8 60mer, розробленого науковим колективом IAVI, розпочалося ще у 2018 році. На 48 здорових ВІЛ-негативних добровольцях вивчали безпечність та імуногенність цієї вакцини. eOD-GT8 60mer – це наночастинка, що складається зі сферичної білкової структури та зв’язаних з нею білків оболонки ВІЛ. Саме оболонкові білки будуть взаємодіяти з В-клітинами – лімфоцитами, що продукують антитіла – і спрямовувати їх у напрямку вироблення саме широко нейтралізуючих антитіл. Випробування завершилось у 2021 році, і, згідно з опублікованим пресрелізом, у 97% учасників дослідження науковці виявили достатню кількість В-клітин, які продукували необхідні антитіла5. Це дозволило продовжити роботу в обраному напрямку. В той час біотехнологічна компанія Moderna займалася розробкою власної вакцини проти ВІЛ, однак вирішила змінити напрямок досліджень на користь вакцини від коронавірусу.

     

    У новому дослідженні IAVI об’єднали свої зусилля із Moderna. Науковці вивчають імунну відповідь на два різних імуногени. Один з них – попередньо досліджений eOD-GT8 60mer, який виступить у ролі так званого праймінгового імуногена, тобто забезпечить первинну активацію В-клітин. Інший, бустерний імуноген, отримав назву Core-g28v2 60mer, він підсилюватиме імунну відповідь та скерує В-клітини на вироблення широко нейтралізуючих антитіл. Використання праймінгового і бустреного компонентів характерне й для інших вакцин, які вже застосовуються на практиці, зокрема і проти коронавірусу. Переважно бустерна імунізація відбувається тією ж вакциною, що й перша, праймінгова. Але у випадку цієї вакцини науковці обрали два відмінні компоненти. Такий спосіб надає можливість отримати кращий імунний захист, зокрема завдяки одночасній стимуляції Т-кілерів для боротьби із інфікованими клітинами та утворення антитіл В-клітинами для нейтралізації вірусу6

     

    Також дослідники застосували технологію мРНК для доставки «інструкції», яку клітини використають для самостійного вироблення імуногенних білків. Тоді як у дослідженні 2018 року імуноген eOD-GT8 60mer безпосередньо доставляли у клітини. Такий спосіб дозволяє значно прискорити і полегшити процес розробки вакцини, а також досягнути сильнішої імунної відповіді, що зокрема нещодавно показав успішний досвід мРНК-вакцин проти коронавірусу.

     

    Більше про мРНК-вакцини читайте тут

     

    Для дослідження залучили 56 здорових, ВІЛ-негативних дорослих добровольців. 48 учасників отримають одну або дві дози праймінгової вакцини, і 32 з них отримають бустерну. Інші вісім піддослідних отримають лише бустерний імуноген. Впродовж шести місяців після останньої вакцинації науковці будуть спостерігати за безпечністю вакцини. Загалом дослідження планують завершити у квітні 2023 року.

     

    Крім того, буде досліджена інша мРНК вакцина від ВІЛ, також розроблена у співпраці з Moderna, про що компанія оголосила у 2021 році. Цю вакцину попередньо протестували на мавпах, і вона дозволила запобігти 88% випадків інфікування в малій групі. Однак дослідники припускають, що тривалість дії препарату може виявитися незначною7. 

     

    Наразі існує ефективна антиретровірусна терапія, яка дозволяє стримувати інфекцію у ВІЛ-позитивних пацієнтів, однак це ніяк не зменшує необхідності створення вакцини. Одним із аргументів на користь цього твердження є те, що довготривалий прийом АРТ пов’язують із розвитком низки захворювань, які не асоційовані зі СНІДом. До них належать зокрема порушення роботи нервової системи, метаболічних процесів, серцево-судинні захворювання тощо. Іншими проблемами є необхідність регулярно приймати АРТ (що часом складно для пацієнтів із певних груп населення) та ризик появи стійких до лікування варіантів вірусу. Вакцинація дозволила би значно скоротити й фінансові витрати на боротьбу з поширенням вірусу, адже така стратегія є економічно вигідною порівняно із лікуванням впродовж всього життя.

     

    Щодо сподівань на нову вакцину, то лише безпосередні дослідження на людях можуть показати, чи матиме вона ефективність та перспективи широкого застосування. Оцінити такі показники можна лише порівнюючи кількість випадків захворювання в контрольній і досліджуваній групах, і їх повинно бути достатньо. Це зумовлює необхідність залучення добровольців із високим ризиком інфікування ВІЛ. Між дослідниками та учасниками випробувань постає конфлікт: перші сподіваються отримати достовірні дані, а другі прагнуть мінімізувати свої ризики зараження вірусом. Тож такі випробування вимагають багато уваги з етичних міркувань та часу для оцінки результатів.

    ТЕКСТ: Аксинія Царук
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?

    Біологія
    Не тільки в історії. Який слід залишить війна в наших генах

    Як війни, голод та важкі психологічні травми залишають слід у геномі людини й чи можемо ми на це якось повпливати?