За допомогою ступінчастої вакцинації імунну систему хочуть навчити виробляти рідкісний тип антитіл, що ефективно нейтралізують ВІЛ.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, в 2016 році з ВІЛ у всьому світі жили 36,7 мільйонів осіб, 1,8 мільйона заразилося, а 1 мільйон помер від розвиненого СНІДу.
Ліків, які повністю знищували б ВІЛ, поки не існує. Антиретровірусні препарати, які інфіковані люди змушені приймати довічно, стримують розмноження вірусу, але цілком його винищити не можуть. Справа в тому, що коли ВІЛ проникає в клітку, він вбудовується в ДНК, де стає недосяжним для ліків і невидимим для імунної системи. Там він може тихо «відсиджуватися» і не приступати до розмноження, поки не настане безпечний момент.
Відомий лише один випадок повного лікування від ВІЛ. Тімоті Браун, який прославився як «берлінський пацієнт», 2007 року переніс трансплантацію кісткового мозку (нагадаємо, що саме кістковий мозок - резервуар імунних клітин) від донора, який мав природну стійкість до ВІЛ. (Донор був з 1% тих щасливчиків, у яких на клітинах немає рецептора, за допомогою якого ВІЛ в них потрапляє.) З першого дня після трансплантації пацієнт припинив приймати антиретровірусні препарати і більше до них не повертався, і надалі вірус у нього так і не змогли знайти ні в якій формі.
На жаль, випадок з Тімоті Брауном залишається винятком. У інших пацієнтів повного позбавлення від вірусу не траплялося, до того ж заміщення зараженої імунної системи за допомогою трансплантації від донора - дуже складна і ризикована процедура.
З ВІЛ також можна боротися методами генної терапії. У інфікованої людини забирають Т-клітини з крові і редагують їх геном: за допомогою технології CRISPR/Cas9 (про яку ми неодноразово писали) видаляють ген того самого рецептора, якого немає у людей з природною стійкістю до ВІЛ. Як нескладно здогадатися, на ділі в цьому напрямку все йде набагато складніше, ніж на словах, і поки що про молекулярно-генетичні ліки від ВІЛ говорити рано.
Але, як відомо, запобігти хворобі краще, ніж її лікувати - іншими словами, проти ВІЛ добре б мати вакцину. Однак, як і у випадку з ліками, 30 років пошуків вакцини проти нього не увінчалися успіхом. При вакцинуванні імунітет повинен запам'ятати характерні молекулярні ознаки вірусу. Але віруси легко мутують, а ВІЛ мутує особливо швидко - через те, що фермент, який він використовує для копіювання своєї генетичної інформації, допускає багато помилок.
Протягом року з моменту інфікування популяція ВІЛ може досягти такого ж генетичного розмаїття, якого досягає за той же час вірус грипу в масштабі всього світу. Тому нова вакцина від грипу у нас - щороку, а вакцини від ВІЛ немає зовсім. З цієї ж причини організм не в змозі перемогти ВІЛ самостійно. Імунна система не встигає за мінливістю вірусу: поки вона винаходить антитіла проти одних генетичних варіантів, вже щосили плодяться інші, проти яких антитіла не працюють.
Але порівняно недавно надія на створення вакцини з'явилася знову, коли дослідники відкрили особливий тип антитіл - нейтралізуючі антитіла широкого спектру дії. Вони сильно мутовані (змінені) порівняно зі звичайними антитілами і спрямовані проти консервативних ділянок вірусу (тобто таких, які найслабше змінюються від покоління до покоління). У дослідженнях останніх років було встановлено, що вони здатні нейтралізувати до 98% всіх генетичних варіантів ВІЛ. Імунна система в якийсь момент сама починає стабільно виробляти такі антитіла, але цей момент настає через кілька років після зараження - занадто пізно.
Співробітники Інституту алергії та імунології в Ла-Холья та Інституту Скриппса розробили стратегію вакцинації, яка вчить імунну систему виробляти антитіла широкого спектру швидко. Щоб зрозуміти, що саме тут мається на увазі, потрібно уявляти, як взагалі імунні клітини починають синтезувати антитіла проти патогена.
Антитіла виробляють В-лімфоцити. При цьому самі вони можуть взаємодіяти з чужорідними молекулами, в тому числі і з вірусними білками. У нас постійно з'являються В-клітини з різними рецепторами для розпізнавання чужинців, так що для будь-якого вірусу обов'язково знайдуться В-клітини, які схоплять його молекули. Вірусний матеріал В-клітини поглинають, перетворюють всередині себе і виставляють назовні на своїй поверхні.
Для того, щоб справа пішла далі, В-клітка повинна поспілкуватися з Т-кліткою. Т-клітина підходить до В-клітки, розпізнає її власні молекули і молекули вірусного матеріалу, який на ній виставлений, і тепер В-клітка отримує «добро» на подальшу боротьбу. (Якщо взаємодія між Т- і В-клітинами пішла якось не так, значить, В-клітина до цього щось зробила неправильно і Т-клітина її не активує.)
Тепер В-клітини, які отримали дозвіл на боротьбу з вірусом, намагаються зробити так, щоб пов'язувати його якомога точніше і міцніше. Вони починають ділитися і при кожному поділі мутують, так що у кожної нової В-клітини рецептор злегка змінюється, і клітини з новими рецепторами знову проходять відбір при взаємодії з Т-клітинами.
Якщо злегка змінився рецептор розпізнає вірус ще краще, то В-клітка, у якої він вийшов, продовжує ділитися далі. І лише після багатьох раундів такого природного відбору В-клітини з найкращими рецепторами починають продукувати антитіла (які за будівлею ідентичні рецепторам).
Роберт Ебботт (Robert K. Abbott) і його колеги пропонують вплинути якраз на процес відбору. Вони виходять з того, що практично у всіх людей в імунній системі присутня якась кількість В-клітин широкого спектру (раніше дослідники встановили, що частка таких клітин дорівнює приблизно одній клітині на мільйон). Тоді мета вакцинації - зробити так, щоб В-клітини широкого спектру відбиралися замість звичайних, які хоч і відшліфовані ідеально під певні вірусні генетичні варіанти, але дуже швидко застарівають.
Сама вакцинація являє собою багатоступеневу процедуру, в ході якої в організм вводять вірусоподібні компоненти поступово змінюваного складу. Кожна сходинка повинна наближати імунну систему до виробництва заповітного типу антитіл. За висловом одного з дослідників, все, що відбувається, виглядає так, як якщо б В-клітини, які вміють розпізнавати квадрати, вчили розпізнавати кола, але вчили їх цьому за допомогою п'ятикутників.
На людині розроблену стратегію не відчували, поки що експерименти обмежуються мишами, і попередні результати можна дізнатися зі статті в Immunity. Говорити про повноцінну вакцину проти ВІЛ поки ще дуже рано, але, принаймні, є надія, що її дійсно вдасться створити.