Wetenschappers hebben een potentieel doelwit geïdentificeerd voor een toekomstig HIV-vaccin

Het humaan immunodeficiëntievirus weet vaccinmakers al 30 jaar lang te ontwijken, deels dankzij zijn ongelooflijke vermogen om te muteren. Hierdoor kan het virus gemakkelijk alle bestaande obstakels omzeilen.

Maar nu lijkt het erop dat wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology en het Reagon Institute (beide in de VS) een veelbelovende strategie hebben gevonden voor het ontwerp van een toekomstig vaccin. Het maakt gebruik van een wiskundige aanpak die met succes is getest bij het oplossen van problemen in de kwantumfysica en bij de analyse van prijsschommelingen op de aandelenmarkt.

Vaccins leren het immuunsysteem om onmiddellijk te reageren op specifieke moleculaire kenmerken van ziekteverwekkers. Maar het vermogen van het humaan immunodeficiëntievirus (hiv) om te muteren, maakt het vrijwel onmogelijk om het juiste vaccin te selecteren. Op zoek naar een nieuwe strategie besloten wetenschappers om af te stappen van het richten op individuele aminozuren. In plaats daarvan gingen ze op zoek naar onafhankelijk evoluerende groepen aminozuren in eiwitten, waarbij binnen elke groep de aminozuren gelijktijdig evolueren, dat wil zeggen "naar elkaar kijken" om de levensvatbaarheid van het virus te behouden. De onderzoekers waren bijzonder volhardend in hun zoektocht naar dergelijke groepen, de evoluties waarbinnen de grootste kans zouden hebben om te eindigen in de teloorgang van hiv – zijn verdere niet-levensvatbaarheid. Door vervolgens een veelzijdige aanval uit te voeren op precies zulke plekken in het virus, zou het mogelijk zijn om het "tussen twee vuren" te vangen: ofwel zou het door het immuunsysteem worden gewurgd, ofwel zou het muteren en zichzelf vernietigen.

Met behulp van de theorie van de willekeurige matrix zocht het team naar evolutionaire beperkingen in het zogenaamde Gag-eiwitsegment van hiv, dat de eiwitmantel van het virus vormt. Ze moesten collectief evoluerende groepen aminozuren vinden met een hoge mate van negatieve correlatie (en een laag aantal positieve, waardoor het virus kan overleven), wanneer meerdere mutaties het virus vernietigen. En dergelijke combinaties werden gevonden in een regio die de onderzoekers zelf Gag-sector 3 noemden. Deze regio is betrokken bij de stabilisatie van de eiwitmantel van het virus, dus meerdere mutaties op deze plek leiden tot de ineenstorting van de virusstructuur.

Interessant is dat onderzoekers naar gevallen keken van HIV-geïnfecteerde mensen die op natuurlijke wijze het virus konden bestrijden. Ze ontdekten dat het immuunsysteem van deze patiënten zich bij voorkeur richtte op het Gag-segment 3.

De auteurs proberen nu andere vergelijkbare regio's in de structuur van het virus buiten de Gag-sector te vinden en ontwikkelen daarnaast elementen van de actieve bestanddelen van een toekomstig vaccin dat het immuunsysteem leert om onmiddellijk te reageren op de aanwezigheid van Gag-sector 3-eiwitten en deze onmiddellijk op de juiste manier aan te vallen.

Dierproeven staan op de agenda, maar voorlopig worden alle details van het onderzoek gepresenteerd tijdens de 56e jaarlijkse conferentie van de Biophysical Society, die van 25 tot en met 29 februari plaatsvindt in San Diego, Californië, VS. Een samenvatting van de presentatie is beschikbaar via deze link.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]