Vectored Immunprophylaxe : ein neuer Weg, um die Ausbreitung der verheerenden Krankheiten zu verhindern

    Seit Jahrzehnten haben Forscher versucht, breit wirksame Impfstoffe , um die Ausbreitung von Krankheiten wie zu verhindern entwickeln HIV . Malaria und Tuberkulose . Während begrenzte Fortschritte in dieser Richtung erzielt wurden, gibt es immer noch keine lizenzierten Impfungen zur Verfügung, die die meisten Menschen von diesen verheerenden Krankheiten schützen können.

    Also, was sind Immunologen tun, wenn Impfstoffe sind einfach nicht funktioniert?

    Am Caltech haben Nobelpreisträger David Baltimore und seine Kollegen , das Problem auf eine andere Weise angegangen . Der Erwägung, dass Impfstoffe einzuführen Substanzen wie Antigene in den Körper in der Hoffnung, eine angemessene Immunantwort unerlaubten - die Erzeugung von Antikörpern, die entweder eine Infektion oder T-Zellen in der Lage, anzugreifen infizierten Zellen blockieren könnten - der Caltech -Team dachte : Warum nicht versorgen den Körper mit Schritt -Schritt-Anleitungen für die Herstellung von spezifischen Antikörpern , die gezeigt haben , um eine bestimmte Krankheit zu neutralisieren ?

    Die Methode, die sie entwickelt - ursprünglich um eine Immunantwort auf HIV auslösen - aufgerufen vektorisierten Immunprophylaxe oder VIP . Die Technik war so erfolgreich, daß sie seit angewendet worden, um eine Reihe anderer Infektionskrankheiten, einschließlich Grippe , Malaria und Hepatitis C.

    " Es ist enorm freut uns , dass diese Technik kann möglicherweise weit verbreiteten Einsatz für die schwierigsten Krankheiten, die von der weniger entwickelten Welt besonders konfrontiert sind ", sagt Baltimore, emeritierter Präsident und der Robert Andrews Millikan Professor für Biologie am Caltech .

    VIP beruht auf dem Stand der Identifizierung eines oder mehrerer Antikörper, die Infektionen bei Laborversuchen durch eine Vielzahl von isolierten Proben einer bestimmten Pathogen zu verhindern. Sobald das geschehen ist , können die Forscher die Gene, die diese Antikörper in einen Adeno-assoziierten Virus (AAV) , einem kleinen , harmlosen Virus, das sich als nützlich erwiesen hat, in Gentherapie -Studien codieren zu integrieren. Wenn der AAV in Muskelgewebe injiziert , die Gene anweisen, das Muskelgewebe , um die angegebenen Antikörper , die dann eintreten kann die Durchblutung und schützen vor Infektionen zu erzeugen.

    Im Jahr 2011 berichtete die Baltimore -Gruppe in der Natur , dass sie die Technik benutzt hatte, um Antikörper, die wirksam vor einer HIV-Infektion geschützt Mäuse liefern . Alejandro Balazs war Leitung Autor auf diesem Papier und war ein Postdoc-Stipendiat in der Baltimore -Labor an der Zeit.

    "Wir erwarten, dass an einem gewissen Dosis , würden die Antikörper nicht den Mäusen zu schützen , aber es nie getan - auch wenn wir gaben Mäusen 100-mal mehr als eine Konfiguration, HIV zu infizieren sieben von acht Mäusen ", sagte Balazs , jetzt an die Ragon Institute of MGH , MIT und Harvard . "All der Engagements in dieser Arbeit waren deutlich größer als ein Mensch wäre wahrscheinlich zu begegnen . "

    Zu dieser Zeit haben die Forscher festgestellt, dass der Sprung von Mäusen auf den Menschen ist groß, aber sagte, dass sie von den hohen Niveaus der Antikörper die Mäuse konnten sich nach einer einzigen Injektion produzieren und wie effektiv die Mäuse wurden von HIV-Infektion über Monate geschützt gefördert wurden Ende. Baltimore -Team arbeitet nun mit einem Hersteller , die für den menschlichen klinischen Studien , die vom Vaccine Research Center an der National Institutes of Health durchgeführt wird benötigten Materialien zu produzieren.

    Geht man von HIV , das nächste Ziel der Baltimore Labors war Schutz gegen Influenza A. Obwohl für wirksam Influenza-Impfstoffe bestehen , jedes Jahr mehr als 20.000 Todesfälle im Durchschnitt sind das Ergebnis der Saison Grippe Epidemien in den USA. Wir sind aufgefordert, Grippeschutzimpfung jeden Herbst zu erhalten, weil das Influenza-Virus ist so etwas wie ein bewegliches Ziel - es sich entwickelt , um Widerstand zu vermeiden. Es gibt auch viele verschiedene Stämme von Influenza A (zB H1N1 und H3N2) , jeder eine andere Kombination der verschiedenen Formen der Proteine ​​Hämagglutinin ( H) und die Neuraminidase (N). Um dieses Ziel zu jagen , wird der Impfstoff jedes Jahr neu formuliert , aber manchmal ist es nicht , um die Ausbreitung der Stämme , die weit verbreitet sind in diesem Jahr zu vermeiden.

    Aber vor etwa fünf Jahren begannen die Forscher die Identifizierung einer neuen Klasse von Anti-Influenza- Antikörper, die die Infektion durch viele, viele Stämme des Virus zu verhindern. Statt der Bindung an den Kopf des Grippevirus , da die meisten Grippe -Bekämpfung Antikörper tun , zielen diese neuen Antikörper den Stiel , die hält den Kopf. Und während der Kopf ist sehr anpassungsfähig - was bedeutet, dass selbst wenn Mutationen treten , kann das Virus oft funktionsfähig bleiben - der Stiel müssen grundsätzlich die gleichen bleiben , damit das Virus , um zu überleben . Also diese Stiel Antikörper sind sehr hart für das Virus , gegen mutieren .

    Im Jahr 2013 , die genäht Baltimore Gruppe , die Gene für zwei dieser neuen Antikörper in ein AAV und zeigte, dass Mäuse, die mit dem Vektor injiziert wurden gegen mehrere Grippe-Stämme , einschließlich aller H1, H2 und H5 Influenza-Stämmen getestet geschützt. Dies gilt sogar für ältere Mäuse und solche ohne ein gut funktionierendes Immunsystem - ein besonders wichtiges Ergebnis , da die meisten Todesfälle durch die Grippe bei älteren und immungeschwächten Bevölkerung auftreten . Die Gruppe berichtet ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Biotechnology .

    "Wir haben gezeigt , dass wir Mäuse vollständig gegen Grippe mit einer Art von Antikörper, der nicht braucht, um jedes Jahr geändert werden, zu schützen ", sagt Baltimore. "Es ist wichtig zu beachten , dass dies nicht am Menschen getestet worden, so dass wir noch nicht wissen, welche Konzentration des Antikörpers kann durch VIP in den Menschen hergestellt werden. Allerdings, wenn es so gut funktioniert , wie es bei Mäusen der Fall, kann VIP bieten ein plausible Ansatz , auch die am stärksten gefährdeten Patienten gegen Epidemie und der pandemischen Influenza zu schützen. "

    Nun, da die Baltimore Labor hat gezeigt, VIP so wirksam zu sein, haben andere Gruppen aus dem ganzen Land das Caltech entwickelte Technik angenommen , zu versuchen, abzuwehren Malaria, Hepatitis C und Tuberkulose.

    Im August berichtete ein Team von der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health führte in den Proceedings der National Academy of Sciences (PNAS ) , dass mehr als 70 Prozent der Mäuse, die sie von der VIP Verfahren injiziert hatten, wurden von der Infektion mit Malaria geschützt Plasmodium falciparum, der Parasit, der letalen der vier Arten der Krankheit führt . Eine Untergruppe von Mäusen der Studie entwickelten besonders hohe KrankheitsbekämpfungAntikörper. In diesen Mäusen war die Immunisierung zu 100 Prozent wirksam .

    "Dies ist auch nur eine der ersten Generation -Antikörper ", sagt Baltimore , der ein Co-Autor auf der PNAS Studie war . " Jetzt wissen, dass Sie diese Art von Schutz zu erhalten , ist es einen Versuch wert, viel besser Antikörper zu bekommen, und ich vertraue darauf , dass die Menschen in der Malaria- Feld , das zu tun . "

    In jüngster Zeit eine Gruppe von Forschern der Rockefeller University führte zeigten, dass drei Hepatitis - C- Antikörper kämpfen mit VIP konnten Mäuse effizient von dem Virus zu schützen ausgeliefert. Die Ergebnisse wurden in der 17. September Ausgabe der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht . Die Forscher fanden auch , dass die Behandlung der Lage war, zeitweise von Mäusen , die bereits infiziert worden waren klar das Virus . Weitere Arbeiten sind erforderlich , um festzustellen , wie man die Krankheit schubförmig zu verhindern. Interessanterweise jedoch schlägt die Arbeit, die die Antikörper , die gegen Hepatitis C gibt , sobald es Wurzel in der Leber aufgenommen worden ist, kann durch Schützen nicht infizierten Leberzellen vor einer Infektion zu arbeiten und ermöglicht bereits infizierten Zellen aus dem Körper ausgeschieden werden.

    Ein weiteres Projekt untersucht zurzeit die Verwendung von VIP für die Prävention von Tuberkulose - eine besondere Herausforderung angesichts des Mangels an bewährten Tuberkulose - neutralisierenden Antikörpern .

    "Als wir diese Arbeit , denken wir, dass es möglich sein könnte, VIP verwenden, um andere Krankheiten zu bekämpfen , so war es sehr spannend zu sehen, andere Gruppen, die Annahme der Technik zu diesem Zweck gewesen", sagt Baltimore . "Wenn wir positive klinische Ergebnisse bei Menschen mit HIV zu bekommen, denken wir, dass wirklich Menschen zu ermutigen , den mit VIP für diese anderen Krankheiten zu denken. "