استفاده از ویروس عفونی‌کننده میمون برای تولید واکسن HIV
پروتئینی از ویروس نقص ایمنی میمونی (SIV) که می‌تواند میمون‌ها و کپی‌ها را عفونی کند، به‌عنوان جزئی از واکسن ضد ویروس HIV نتایج امیدوارکننده‌ای حاصل کرده است. این مطالعه را دانشمندان مؤسسه‌ی پژوهشی اسکریپس در کالیفرنیا انجام داده‌اند.
ویروس SIV شامپانزه که می‌تواند موجب بیماری شبیه ایدز در میزبان طبیعی خود شود، ویروسی است که به میان انسان‌ها راه یافت و در حدود یک قرن پیش در آفریقا به HIV تکامل پیدا کرد. پروتئین پوشش (پاکت) خارجی ویروس SIV یعنی Env دارای یک ساختار مشترک کلیدی با پروتئین همتای آن در ویروس HIV است. این ویژگی موجب شده است که پروتئین پاکت SIV به‌عنوان یک مولفه‌ی بالقوه برای طراحی واکسنی دربرابر عفونت HIV درنظر گرفته شود. در این مطالعه که در مجله‌ی Cell Reports منتشر شد، دانشمندان مؤسسه‌ی اسکریپس دریافتند تلقیح موش‌ها با استفاده از پروتئین‌های پاکت SIV موجب تولید آنتی‌بادی‌هایی می‌شود که عفونت ناشی از چندین سویه از HIV را خنثی می‌کنند. دنیس بورتون، نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:
ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم از ویژگی‌های SIV عفونی‌کننده‌ی شامپانزه برای تحریک تولید آنتی‌بادی‌هایی دربرابر ویروس HIV که موجب عفونت در انسان می‌شود، استفاده کنیم. این یک استراتژی ساده اما الهام‌بخش است که استفاده از ویروس آبله گاوی برای ایمنی‌سازی دربرابر ویروس آبله را در بیش از ۲۰۰ سال پیش به ما یادآوری می‌کند و می‌تواند در ساخت یک واکسن HIV به ما کمک کند.
با اینکه داروهایی وجود دارند که HIV را کنترل کرده و میزان انتقال آن را کاهش می‌دهند، این بیماری یکی از علل اصلی مرگ‌و‌میر و نیز تهدیدی برای میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان به‌شمار می‌رود. طبق گزارش مرکز پیشگیری و کنترل بیماری‌ها، در حدود ۳۷ میلیون نفر در سرتاسر جهان در پایان سال ۲۰۱۷ دچار این بیماری بودند. واکسن HIV می‌تواند به پیشگیری از این عفونت و کنترل انتشار آن کمک کند.
رویکرد معمول برای طراحی یک واکسن ویروسی استفاده از نسخه‌ی ضعیف‌شده یا مهندسی‌شده‌ی ویروس به‌عنوان یک ایمونوژن است که موجب تحریک سیستم ایمنی برای تولید آنتی‌بادی‌های حفاظتی می‌شود. اما این روش درمورد HIV نتیجه‌ای نداشته است. ویروس عامل ایدز در جریان عفونت، ازلحاظ ساختارهای خارجی به سرعت جهش پیدا می‌کند و به‌طور مداوم سویه‌ها یا واریانت‌هایی ایجاد می‌کند که می‌توانند از آنتی‌بادی‌هایی که علیه واریانت‌های قبلی تولید شده‌اند، فرار کنند. واکسن مبتنی بر سویه‌های HIV که فرد در گذشته با آن‌ها مواجه شده است، می‌تواند دربرابر تمام نسخه‌های HIV که فرد احتمالا در آینده با آن‌ها رو‌به‌رو می‌شود، بی‌تاثیر باشد.
گروه بورتون می‌خواستند واکسن‌های HIV را به‌عنوان یک رویکرد جایگزین طراحی کنند که بر پاسخ آنتی‌بادی دربرابر بخش‌های واقعا آسیب‌پذیر ویروس متکی باشد. این ساختارهای آسیب‌پذیر ویروسی یا اپی‌توپ‌های خنثی‌کننده عمومی ازنظر توانایی HIV برای عفونی کردن سلول‌ها و تکثیر چنان مهم هستند که با گذشت زمان و از سویه‌ای به سوی دیگر دچار تغییر چندانی نمی‌شوند. البته این رویکرد، یک استراتژی چالش‌برانگیز است زیرا این ساختارها به‌طور معمول به‌خوبی به‌وسیله‌ی ویروس پنهان می‌شوند.
علاوه‌براین، آنتی‌بادی‌هایی که می‌توانند به این اپی‌توپ‌ها متصل شوند، اشکال غیرعادی دارند و اساسا تولید آن‌ها برای سیستم ایمنی دشوار است؛ آن‌ها به‌ندرت در افراد عفونی‌شده با HIV دیده می‌شوند و حتی در این افراد در مقادیر بسیار کمی وجود دارند. بورتون و همکارانش امیدوار هستند که با استفاده از عفونت مقدماتی و مجموعه‌ای از تزریق‌های تقویتی از این موانع عبور کنند. آن‌ها این کار را با استفاده از ایمونوژن‌های متمایزی انجام می‌دهند که به‌تدریج موجب می‌شوند آنتی‌بادی‌هایی که اتصال محکمی با اپی‌توپ‌ها برقرار می‌کنند، در بدن تولید شده و در همین حین میزان تولید آنتی‌بادی‌های غیراختصاصی و اضافی علیه بخش‌های آسیب‌ناپذیر ویروس به حداقل برسد.
پروتئین پاکت SIV به‌عنوان یک ایمونوژن خوب برای چنین واکسنی درنظر گرفته شده است زیرا دارای یک اپی‌توپ، خنثی‌کننده‌ی عمومی به نام V2-Apex است که تقریبا به همتای آن در پروتئین پاکت HIV شباهت دارد. رائیس آندرابی، نویسنده‌ی نخست این مطالعه می‌گوید:
ما می‌خواهیم در یک استراتژی چند مرحله‌ای و چند مولفه‌ای واکسن HIV، پاسخ‌های آنتی‌بادی را دربرابر اپی‌توپ‌های خنثی‌کننده‌ی عمومی مشترک بین ایمونوژن‌ها ایجاد کنیم و در همین حین، پاسخ‌های غیرهدفمند دربرابر دیگر اپی‌توپ‌ها را به حداقل برسانیم.
آندرابی و همکارانش یک نسخه‌ی پایدار از پروتئن پاکت SIV را از یک سویه‌ی SIV عفونی‌کننده‌ی شامپانزه که شبیه HIV انسانی بود، مهندسی کردند (یک ساختار تریمر که به‌طور طبیعی به‌وسیله‌ی غشای خارجی سلول حفاظت می‌شود). پژوهشگران با استفاده از موش‌های مهندسی‌شده‌ای که قادر بودند آنتی‌بادی‌های لازم را تولید کنند، نشان دادند که تلقیح تریمر پروتئین پاکت SIV دو بار در طول دو هفته موجب پاسخ آنتی‌بادی هدفمند و دقیق دربرابر ویروس HIV سویه‌ی V2-Apex می‌شود. پاسخ آنتی‌بادی قادر به خنثی کردن چندین سویه از HIV بود؛ افزودن یک تلقیح تقویتی با استفاده از تریمرهای پروتئین پاکت HIV موجب گسترده‌تر شدن پاسخ خنثی‌کننده‌یHIV نیز شد. آندرابی می‌گوید:
این نشان می‌دهد که پاسخ‌های آنتی‌بادی در مسیرهای مطلوب در حال توسعه بودند.
در همین حین، پژوهشگران در آزمایشگاه برای اولین‌بار از میکروسکوپ الکترونی کرایو برای بررسی ساختار اتمی تریمر پروتئین پاکت SIV استفاده کردند. این پژوهشگران قصد داشتند تفاوت‌های ساختاری موجود بین تریمرهای پروتئین پاکت HIV و SIV را شناسایی کنند. تریمر پروتئین پاکت SIV از سوی مؤسسه‌ی ملی آلرژی و بیماری‌های عفونی (NIAID) و مؤسسه‌ی ملی سلامت به‌عنوان کاندیدایی برای واکسن HIV تأیید شد و توسعه‌ی یک فرایند تولید در مقیاس بزرگ‌تر آغاز شده است. پژوهشگران امیدوارند طی چند سال آینده آزمایش‌های انسانی خود را آغاز کنند.