Van Lam afgeleide moleculen richten zich op latente HIV-stammen

Een onderzoeksteam van Georgia State University heeft minuscule, krachtige moleculen ontwikkeld die latente hiv-stammen kunnen aanpakken. De bron? Antilichaamgenen uit lama-DNA.

De studie, onder leiding van universitair hoofddocent biologie Jianliang Xu, maakt gebruik van nanobodies afkomstig van lama's om meerdere stammen van hiv-1, de meest voorkomende vorm van het virus, breed te neutraliseren. Het nieuwe onderzoek van het team is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Science.

"Dit virus heeft een manier gevonden om ons immuunsysteem te omzeilen. Normale antilichamen zijn omvangrijk, waardoor ze het moeilijk hebben om het oppervlak van het virus te vinden en aan te vallen. Deze nieuwe antilichamen maken het misschien makkelijker", aldus Jiangliang Xu, universitair docent biologie aan de Georgia State University.

Wetenschappers die op zoek zijn naar effectieve behandeling en preventie van hiv, werken al zo'n 15 jaar met kameelachtigen zoals lama's. Dit komt doordat de vorm en eigenschappen van hun antilichamen hen flexibeler en effectiever maken in het identificeren en neutraliseren van vreemde objecten zoals het hiv-virus.

Dit nieuwe onderzoek presenteert een breed toepasbare methode om de prestaties van nanobodies te verbeteren. Nanobodies zijn gemanipuleerde antilichaamfragmenten die ongeveer een tiende van de grootte van een typisch antilichaam hebben. Ze zijn gemaakt van flexibele, Y-vormige antilichamen met alleen een zware keten – bestaande uit twee zware ketens – die effectiever zijn in de strijd tegen bepaalde virussen dan typische antilichamen met een lichte keten.

Nanobodies bestaan uit flexibele, Y-vormige antilichamen die bestaan uit zware ketenpeptiden die mogelijk effectiever zijn in de strijd tegen bepaalde virussen.

Voor de studie immuniseerden de wetenschappers lama's met een speciaal ontworpen eiwit, wat leidt tot de productie van neutraliserende nanobodies. Jiangliang Xu en zijn team identificeerden vervolgens nanobodies die zich konden richten op kwetsbare plekken op het virus. Toen het team nanobodies in drievoudige tandem creëerde – waarbij korte stukjes DNA werden herhaald – waren de resulterende nanobodies opmerkelijk effectief en neutraliseerden ze 96 procent van de verschillende hiv-1-stammen.

Verdere analyse toonde aan dat deze nanobodies de herkenning van de CD4-receptor, een belangrijke speler bij hiv-infectie, nabootsen. Om hun effectiviteit te vergroten, werden de nanobodies gekoppeld aan een breed neutraliserend antilichaam (bNAb), wat resulteerde in een nieuw antilichaam met ongekende neutraliserende eigenschappen.

"In plaats van een cocktail van antilichamen te ontwikkelen, kunnen we nu één enkel molecuul creëren dat hiv kan neutraliseren", aldus Jiangliang Xu. "We werken met een breed neutraliserend nanobody dat meer dan 90 procent van de circulerende hiv-stammen kan neutraliseren. Wanneer we dat combineren met een ander bNAb dat ook ongeveer 90 procent neutraliseert, kunnen ze samen bijna 100 procent neutraliseren."

Jianliang Xu begon dit onderzoek aan het Vaccine Research Center van de National Institutes of Health in Bethesda, Maryland, waar hij samenwerkte met een team van meer dan 30 wetenschappers. Onder de deelnemers bevond zich Peter Kwong, hoogleraar biochemie en moleculaire biofysica aan Columbia University en medeauteur van de studie. Sinds Jianliang Xu in 2023 aan de Georgia State University is begonnen, begeleidt hij Peyton Chan, promovendus aan de Georgia State University. Samen werken ze aan het uitbreiden van deze potentiële behandelingen.

Chan zei dat ze enthousiast was over de vooruitzichten voor innovatief onderzoek.

"Deze nanobodies zijn de beste en krachtigste neutraliserende antilichamen tot nu toe, wat volgens mij veelbelovend is voor de toekomst van hiv-therapie en antilichaamonderzoek", aldus Chan. "Ik hoop dat deze nanobodies ooit goedgekeurd zullen worden voor hiv-behandeling."

Toekomstige inspanningen zullen zich richten op het combineren van lama-nanobodies met andere bestaande bNAbs om te bepalen of sommige van deze combinaties 100 procent neutralisatie kunnen bereiken en nieuwe behandelingsopties kunnen bieden in de strijd tegen HIV, aldus Jiangliang Xu.