Используя мощные инструменты и методы, разработанные в области структурной биологии, исследователи из Вашингтонского университета и Научно-исследовательского института Скриппса обнаружили новые подробности о вирусе иммунодефицита человека, ВИЧ. Полученные данные позволяют выявить базовую архитектуру вируса непосредственно над и под его поверхностью и могут помочь в разработке и разработке вакцины, способной защитить от СПИДа.
Эти подробные результаты включают трехмерные изображения структуры и положения «шипообразных» белков оболочки вируса ( белок Env , используемый, когда вирус связывается с клетками) в контексте полного вируса. Обычно исследователи рассматривают белковые частицы, отделенные от вируса или экспрессированные в виде сконструированных или очищенных белков. В другом ключевом развитии ученые пролили новый свет на гликановые щиты — сахара в белках, которые могут скрывать его от иммунной системы организма.
«Мы смотрим на всю вирусную частицу и на то, как этот белок на поверхности связан с остальной частью вируса», — сказала ведущий автор Келли Ли, доцент кафедры медицинской химии Фармацевтической школы Университета Вашингтона. «И, глядя на неповрежденную структуру вируса, мы можем увидеть, как проявляются различные аспекты этого «лица вируса» и как они будут распознаваться или скрываться от иммунной системы».
Это неповрежденное представление о вирусе также позволило ученым получить новое представление о расположении шиповидного белка оболочки на поверхности относительно внутренней структуры белка, называемой решеткой Gag.
«Это открытие переворачивает предыдущие модели того, как собираются части вирусов, и помогает сосредоточить наше внимание на том, где, вероятно, будет происходить стыковочное взаимодействие этих двух белков», — сказал Ли. «Это взаимодействие требует более подробного рассмотрения, но, по крайней мере, текущая работа дает нам правильную архитектурную модель для сборки вируса».
Именно это открытие привело к названию статьи — «Крио-ЭТ Env на интактных вирионах ВИЧ выявляет структурные вариации и позиционирование в решетке Gag» — опубликованной 4 февраля в журнале Cell . Ученые указали, что еще одно открытие, которое ранее не наблюдалось, заключается в том, что «стебель», поддерживающий белки оболочки, является гибким и может наклоняться, создавая как возможности, так и проблемы для нейтрализующих антител иммунной системы, которые защищают клетки от инфекции.
«Структурная биология лежит в основе разработки вакцины против ВИЧ, поэтому по мере того, как мы получаем все более и более четкое представление о том, на что мы нацелены, это вдохновляет на инновации и может привести к созданию улучшенных вакцин», — сказал соавтор Майкл Цвик, доцент кафедры иммунологии. и микробиологии в Научно-исследовательском институте Скриппса.
Оболочка ВИЧ представляет собой особенно трудную мишень для разработки вакцины, добавил Цвик, потому что вирус имеет очень мало шипов и маскирует их молекулами сахара, чтобы избежать нашей иммунной системы.
«Все эти особенности увеличивают динамическую изменчивость, которую шиповидный белок ВИЧ представляет для иммунной системы», — сказал Ли, который также руководит лабораторией UW, изучающей структуру и динамику вируса. «Это то, с чем люди, разрабатывающие вакцину против ВИЧ, сталкивались с самого начала — этот вирус мутирует и изменяется астрономически и быстро. Каждый раз, когда он заражает человека, вы получаете буквально тысячи различных вариантов внутри этого человека, и если вы посмотрите на население, оно умножится еще больше».
Фактически, в феврале было обнаружено, что в Нидерландах циркулирует еще более смертельный штамм ВИЧ. К счастью, несмотря на то, что штамм является «высоковирулентным вариантом», он все же поддается лечению.
«Это просто еще одно напоминание о том, что эти вирусы постоянно меняются, поэтому нам нужны ученые, чтобы продолжить их изучение», — сказал Цвик.
Теги: вакцина, ВИЧ, иммунитет
