In einer bahnbrechenden Proof-of-Concept-Studie haben Forscher herausgefunden, dass HIV-Antikörper Tiere wirksam vor einer Infektion mit Affen-HIV (SHIV) schützen können. Die vom Vaccine Research Center (VRC) des National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) durchgeführte Studie hat weitreichende Folgen für die Entwicklung eines vorbeugenden HIV-Impfstoffs für den Menschen.
ÜBERSICHT
Die Bedeutung von Fusionspeptid-gerichteten Antikörpern
Diese Antikörper, die sich gegen das Fusionspeptid richten, eine Stelle auf einem Oberflächenprotein von HIV, die das Eindringen des Virus in Zellen erleichtert, haben ihr Potenzial als Schlüsselkomponente im Kampf gegen HIV unter Beweis gestellt. Die in Science Translational Medicine veröffentlichte Studie beleuchtet die Schutzwirkung von Fusionspeptid-Antikörpern und ebnet den Weg für künftige Forschungsarbeiten zur Entwicklung von HIV-Impfstoffen.
Antikörper, die spezifisch gegen das Fusionspeptid gerichtet sind, haben gezeigt, dass sie in der Lage sind, verschiedene HIV-Stämme in vitro zu neutralisieren. Das NIAID VRC isolierte erfolgreich einen menschlichen Antikörper gegen Fusionspeptide, bekannt als VRC34.01, von einer HIV-infizierten Person, die großzügig Blutproben für Forschungszwecke gespendet hatte. Darüber hinaus wurden zwei Antikörper von Rhesusaffen isoliert, einer Spezies mit einem dem Menschen ähnlichen Immunsystem, die zuvor mit einem Impfstoff geimpft worden waren, der auf die Produktion von Fusionspeptid-Antikörpern abzielte. Ziel dieser Studie war es, das Fusionspeptid als geeignetes Ziel für die Entwicklung von Impfstoffen für den Menschen zu validieren, indem die Schutzwirkung dieser Antikörper in Tiermodellen nachgewiesen wurde.
Die Rolle der Rhesusaffen
Um die Wirksamkeit von HIV-Antikörpern und -Impfstoffen zu beurteilen, nutzen Forscher häufig den SHIV-Challenge, bei dem Rhesusaffen eine infektiöse Dosis SHIV verabreicht wird. Rhesusaffen dienen als weithin akzeptiertes Tiermodell zur Untersuchung der Wirksamkeit von HIV-Antikörpern und -Impfstoffen. In dieser Studie erhielten vier Gruppen von Rhesusaffen eine einzige intravenöse Infusion eines Antikörpertyps: entweder eine Dosis von 2,5 oder 10 mg/kg VRC34.01 oder einen der beiden durch den Impfstoff hervorgerufenen Rhesusaffen-Antikörper. Eine andere Gruppe von Affen erhielt eine Placebo-Infusion. Die Schutzwirkung der Antikörper wurde dann bewertet, indem jeder Affe fünf Tage nach der Infusion einem SHIV-Stamm ausgesetzt wurde, von dem bekannt ist, dass er empfindlich auf Fusionspeptid-gerichtete Antikörper reagiert.
Vielversprechende Ergebnisse: Schutz vor SHIV
Die Ergebnisse der Studie waren äußerst ermutigend. Alle Affen, die eine Placebo-Infusion erhielten, erkrankten nach der Provokation an SHIV. Allerdings erkrankten unter den Affen, die VRC34.01-Infusionen erhielten, keiner der Affen, die die 10 mg/kg-Dosis erhielten, und nur 25 % derjenigen, die die 2,5 mg/kg-Dosis erhielten, an SHIV. Ebenso erkrankte bei den Affen, die den durch den Impfstoff erhaltenen Antikörper erhielten, Rhesusaffen-Antikörper, keiner der Affen, die den Antikörper namens DFPH-a.15 erhielten, an SHIV, während 25 % derjenigen, die den Antikörper namens DF1W-a.01 erhielten, SHIV erwarben. Es ist erwähnenswert, dass die Konzentration von Antikörpern im Blut von Tieren, die DFPH-a.15 erhielten, mit der Zeit abnahm. Diese Tiere wurden 30 Tage später erneut einer Belastung ausgesetzt, um die Auswirkungen der niedrigeren Antikörperkonzentration zu beurteilen, und die Hälfte von ihnen erkrankte an SHIV.
Die Studie ergab, dass alle drei Antikörper einen statistisch signifikanten Schutz gegen SHIV boten. Darüber hinaus war der Schutzgrad dosisabhängig, wobei Affen mit höheren Antikörperkonzentrationen im Blut den höchsten Schutzgrad erfuhren. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Erzeugung ausreichender Antikörperkonzentrationen für einen wirksamen HIV-Impfstoff.
Auswirkungen auf das Design von HIV-Impfstoffen
Die Autoren der Studie glauben, dass diese Ergebnisse als Proof-of-Concept für das Potenzial von Fusionspeptid-gerichteten Antikörpern beim Schutz vor SHIV dienen. Darüber hinaus legt die Studie nahe, dass sich weitere Forschung auf die Entwicklung präventiver HIV-Impfstoffkonzepte konzentrieren sollte, die auf das Fusionspeptid abzielen. Die Autoren schlagen vor, dass ein wirksamer HIV-Impfstoff, der auf das Fusionspeptid abzielt, wahrscheinlich mehrere Arten von Fusionspeptid-gerichteten Antikörpern erzeugen müsste. Dieser Ansatz würde die Wahrscheinlichkeit erhöhen, eine präventive Wirkung gegen die verschiedenen in der Bevölkerung zirkulierenden HIV-Varianten aufrechtzuerhalten.
Fazit
Die Entdeckung, dass HIV-Antikörper Tiere vor der Ansteckung mit SHIV in einer Proof-of-Concept-Studie schützen können, ist ein wichtiger Meilenstein auf der Suche nach einem wirksamen HIV-Impfstoff. Indem sie auf das Fusionspeptid abzielen, haben diese Antikörper ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, verschiedene HIV-Stämme zu neutralisieren und Infektionen zu verhindern. Die vom VRC am NIAID durchgeführte Studie liefert wertvolle Einblicke in die Schutzwirkung von Fusionspeptid-gerichteten Antikörpern und unterstreicht die Bedeutung der Erzeugung ausreichender Antikörperkonzentrationen für die Wirksamkeit des Impfstoffs. In Zukunft sind weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erforderlich, um das volle Potenzial von Fusionspeptid-gerichteten Antikörpern im Kampf gegen HIV auszuschöpfen.
Quelle
Amarendra Pegu, Sarah E. Lovelace, Megan E. DeMouth, Michelle D. Cully, Daniel J. Morris, Yingying Li, Keyun Wang, Stephen D. Schmidt, Misook Choe, Cuiping Liu, Xuejun Chen, Elise Viox, Ariana Rowshan, Justin D. Taft, Baoshan Zhang, Kai Xu, Hongying Duan, Li Ou, John-Paul Todd, Rui Kong, Hui Li, George M. Shaw, Nicole A. Doria-Rose, Peter D. Kwong, Richard A. Koup, John R. Mascola. Antibodies targeting the fusion peptide on the HIV envelope provide protection to rhesus macaques against mucosal SHIV challenge. Science Translational Medicine, 2024; 16 (730) DOI: 10.1126/scitranslmed.adh9039
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