Μια νέα τεχνολογική προσέγγιση, η οποία επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετούν τους ιούς με πιο ρεαλιστικό τρόπο, αναπτύχθηκε από ερευνητές του Scripps Research, σε συνεργασία με τη Διεθνή Πρωτοβουλία για το Εμβόλιο κατά του AIDS (IAVI) και άλλους επιστημονικούς φορείς.
Η καινοτομία βασίζεται στη χρήση νανοδίσκων, μικροσκοπικών δομών λιπιδίων που μιμούνται τη μεμβράνη ενός ιού. Μέσα σε αυτούς τους νανοδίσκους οι επιστήμονες μπορούν να ενσωματώνουν ιικές πρωτεΐνες, με τρόπο που προσεγγίζει περισσότερο τη φυσική τους μορφή πάνω στην επιφάνεια του πραγματικού ιού.
Η εξέλιξη αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική για τον σχεδιασμό νέων εμβολίων, καθώς οι πρωτεΐνες που βρίσκονται στην επιφάνεια των ιών αποτελούν βασικούς στόχους για το ανοσοποιητικό σύστημα και τα αντισώματα.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες συχνά χρησιμοποιούσαν απλουστευμένες εργαστηριακές εκδοχές αυτών των πρωτεϊνών, από τις οποίες έλειπαν τμήματα που φυσιολογικά είναι ενσωματωμένα στη μεμβράνη του ιού. Αυτό, αν και διευκόλυνε τη μελέτη τους, δεν αποτύπωνε πλήρως τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται στους πραγματικούς ιούς.
Η νέα πλατφόρμα έρχεται να καλύψει αυτό το κενό, προσφέροντας ένα πιο φυσικό περιβάλλον μελέτης. Οι νανοδίσκοι λειτουργούν ως μικρές σταθερές δομές μεμβράνης, κρατώντας τις ιικές πρωτεΐνες στη θέση τους και επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρατηρούν με μεγαλύτερη ακρίβεια πώς αλληλεπιδρούν με τα αντισώματα.
Η μέθοδος, η οποία παρουσιάζεται στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Communications, δοκιμάστηκε σε πρωτεΐνες του HIV και του ιού Έμπολα. Πρόκειται για δύο ιούς που αποτελούν ιδιαίτερα δύσκολους στόχους για την ανάπτυξη εμβολίων, καθώς οι επιφανειακές τους πρωτεΐνες δεν αναγνωρίζονται εύκολα από το ανοσοποιητικό σύστημα.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και για άλλους ιούς με παρόμοιες πρωτεΐνες, όπως η γρίπη και ο SARS-CoV-2.
Ο καθηγητής Γουίλιαμ Σχιφ, συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, ανέφερε ότι για πολλά χρόνια οι επιστήμονες ήταν αναγκασμένοι να βασίζονται σε εκδοχές ιικών πρωτεϊνών από τις οποίες έλειπαν σημαντικά τμήματα. Όπως εξήγησε, η νέα πλατφόρμα επιτρέπει τη μελέτη αυτών των πρωτεϊνών σε περιβάλλον που αντανακλά καλύτερα τη φυσική τους κατάσταση, βοηθώντας τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς τα προστατευτικά αντισώματα αναγνωρίζουν έναν ιό.
Στους πραγματικούς ιούς, οι επιφανειακές πρωτεΐνες είναι αγκυρωμένες σε λιπιδική μεμβράνη και οργανωμένες με συγκεκριμένο τρόπο. Στις εργαστηριακές μελέτες, όμως, το τμήμα που τις συνδέει με τη μεμβράνη συχνά αφαιρείται για να γίνει ευκολότερη η ανάλυση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην απώλεια κρίσιμων πληροφοριών, ιδιαίτερα όταν τα αντισώματα στοχεύουν περιοχές κοντά στη βάση της πρωτεΐνης.
Με τη χρήση των νανοδίσκων, οι ερευνητές κατάφεραν να παρατηρήσουν λεπτομερώς πώς αντισώματα αλληλεπιδρούν με συγκεκριμένη περιοχή της επιφανειακής πρωτεΐνης του HIV, κοντά στη μεμβράνη. Η περιοχή αυτή θεωρείται εξαιρετικά σημαντική, καθώς αποτελεί στόχο αντισωμάτων που μπορούν να εξουδετερώσουν πολλαπλές παραλλαγές του ιού.
Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης που προέκυψαν αποκάλυψαν χαρακτηριστικά τα οποία δεν ήταν ορατά όταν η πρωτεΐνη μελετάτο απομονωμένη. Τα νέα δεδομένα προσφέρουν καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ορισμένα αντισώματα μπλοκάρουν τη μόλυνση, διαταράσσοντας τις δομές που χρησιμοποιεί ο ιός για να εισέλθει στα ανθρώπινα κύτταρα.
Η πλατφόρμα δοκιμάστηκε επίσης σε πρωτεΐνες του ιού Έμπολα, με τα αντισώματα να αναγνωρίζουν επιτυχώς τις πρωτεΐνες στο ίδιο περιβάλλον μεμβράνης. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι η τεχνολογία δεν περιορίζεται σε έναν μόνο ιό, αλλά μπορεί να αποτελέσει ευρύτερο εργαλείο για την έρευνα εμβολίων.
Πέρα από τη δομική ανάλυση, η τεχνολογία των νανοδίσκων μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τη μελέτη της ανοσολογικής απόκρισης σε υποψήφια εμβόλια. Οι νανοδίσκοι λειτουργούν ως μοριακά «δολώματα», βοηθώντας στην απομόνωση ανοσοκυττάρων που αναγνωρίζουν τις ιικές πρωτεΐνες.
Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η ταχύτητα. Πειράματα που στο παρελθόν απαιτούσαν έναν μήνα ή περισσότερο, μπορούν πλέον να ολοκληρωθούν σε περίπου μία εβδομάδα, επιταχύνοντας τη διαδικασία αξιολόγησης νέων εμβολιαστικών προσεγγίσεων.
Αν και η πλατφόρμα δεν αποτελεί από μόνη της εμβόλιο, οι επιστήμονες θεωρούν ότι μπορεί να συμβάλει καθοριστικά στην ανάπτυξη εμβολίων επόμενης γενιάς, ιδιαίτερα απέναντι σε ιούς που μέχρι σήμερα αποδείχθηκαν δύσκολοι στόχοι.
Όπως σημείωσε ο Σχιφ, η νέα προσέγγιση προσφέρει στους ερευνητές έναν πιο ρεαλιστικό και ακριβή τρόπο να δοκιμάζουν ιδέες σε πρώιμο στάδιο. Βελτιώνοντας τον τρόπο με τον οποίο μελετώνται οι ιικές πρωτεΐνες και οι ανοσολογικές αποκρίσεις, η πλατφόρμα μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών εμβολίων στο μέλλον.
Πληροφορίες: Scitechdaily/ Πηγή:ertnews.gr/
