HIV: Καθώς ο ιός HIV γλιστρά έξω από ένα ανθρώπινο κύτταρο για να ελλιμενιστεί και πιθανώς να εγχύσει το θανατηφόρο φορτίο του γενετικού κώδικα, υπάρχει μια θεαματικά σύντομη στιγμή κατά την οποία ένα μικροσκοπικό κομμάτι της επιφάνειάς του ανοίγει για να ξεκινήσει η διαδικασία μόλυνσης. Βλέποντας αυτή τη δομή να ανοίγει και να κλείνει γρήγορα σε μόλις εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου δίνει στους ερευνητές του Ινστιτούτου Ανθρώπινων Εμβολίων Duke μια νέα λαβή στην επιφάνεια του ιού που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ευρεία εξουδετέρωση αντισωμάτων για ένα εμβόλιο AIDS.
Τα ευρήματά τους εμφανίζονται στο περιοδικό Επιστημονικές Πρόοδοι (Science Advances). Το να μπορούμε να συνδέσουμε ένα αντίσωμα ειδικά σε αυτή τη μικρή δομή που θα το εμπόδιζε να ανοίξει θα ήταν το κλειδί. Το κινούμενο μέρος είναι μια δομή που ονομάζεται γλυκοπρωτεΐνη φακέλου και οι ερευνητές του AIDS προσπαθούν να το καταλάβουν εδώ και χρόνια επειδή είναι βασικό μέρος της ικανότητας του ιού να προσκολλάται σε έναν υποδοχέα Τ-κυττάρων γνωστό ως CD4. Πολλά μέρη του φακέλου κινούνται συνεχώς για να αποφύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα, αλλά τα ανοσογόνα του εμβολίου είναι σχεδιασμένα να παραμένουν σχετικά σταθερά. «Ό,τι κάνει ο καθένας για να προσπαθήσει να σταθεροποιήσει αυτήν (τη δομή) δεν θα λειτουργήσει, λόγω όσων μάθαμε», είπε ο επικεφαλής συγγραφέας Rory Henderson, δομικός βιολόγος που είναι αναπληρωτής καθηγητής ιατρικής στο Ινστιτούτο Ανθρώπινων Εμβολίων Duke. «Δεν είναι ότι έκαναν κάτι λάθος, απλά δεν ξέραμε ότι κινείται με αυτόν τον τρόπο». Η μεταδιδακτορική ερευνήτρια και συν-συγγραφέας της μελέτης Ashley Bennett προσφέρει ένα play-by-play: Καθώς ο ιός αισθάνεται το καλύτερο σημείο πρόσδεσής του σε ένα ανθρώπινο Τ-κύτταρο, ο υποδοχέας CD4 του κυττάρου-ξενιστή είναι το πρώτο πράγμα στο οποίο κολλάει. Αυτή η σύνδεση είναι που ενεργοποιεί στη συνέχεια τη δομή του φακέλου για να ανοίξει, το οποίο με τη σειρά του, εκθέτει μια θέση δέσμευσης συν-υποδοχέα “και αυτό είναι το γεγονός που έχει πραγματικά σημασία”. Μια γλυκοπρωτεΐνη στο περίβλημα του ιού HIV έχει συλληφθεί να ανοίγει και να κλείνει σε μόλις εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Αυτό μπορεί να δώσει στους ερευνητές του Ινστιτούτου Ανθρώπινων Εμβολίων Duke μια νέα λαβή στην επιφάνεια του ιού που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ευρεία εξουδετέρωση αντισωμάτων για ένα εμβόλιο κατά του AIDS. Το να μπορούμε να συνδέσουμε ένα αντίσωμα ειδικά σε αυτή τη μικρή δομή που θα το εμπόδιζε να ανοίξει θα ήταν το κλειδί. Τα ευρήματα εμφανίζονται στις 2 Φεβρουαρίου στο Επιστημονικές πρόοδοι (Science Advances). Μόλις συνδεθούν και τα δύο μόρια του ιού στην κυτταρική μεμβράνη, μπορεί να ξεκινήσει η διαδικασία έγχυσης ιικού RNA. «Εάν εισέλθει μέσα στο κύτταρο, η μόλυνσή σας είναι πλέον μόνιμη», είπε ο Χέντερσον. «Αν μολυνθείτε, έχετε ήδη χάσει το παιχνίδι επειδή είναι ρετροϊός», συμφωνεί ο Μπένετ.
Η κινούμενη δομή που βρήκαν προστατεύει την ευαίσθητη θέση δέσμευσης συν-υποδοχέα στον ιό. “Είναι, επίσης, ένα μάνδαλο για να μην ξεπηδήσει μέχρι να είναι έτοιμο να ανοίξει”, είπε ο Χέντερσον. Η διατήρηση του μανδαλωμένου με ένα συγκεκριμένο αντίσωμα θα σταματούσε τη διαδικασία μόλυνσης. Για να δουν τα ιογενή μέρη σε διάφορες καταστάσεις ανοιχτού, κλειστού και ενδιάμεσου, οι Bennett και Henderson χρησιμοποίησαν έναν επιταχυντή ηλεκτρονίων στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne έξω από το Σικάγο που παράγει ακτίνες Χ σε μήκη κύματος που μπορούν να λύσουν κάτι τόσο μικρό όσο ένα άτομο. Αλλά αυτός ο ακριβός, κοινόχρηστος εξοπλισμός έχει μεγάλη ζήτηση. Στους ερευνητές του AIDS απονεμήθηκαν τρία τετράγωνα 120 ωρών με το σύγχροτρο για να προσπαθήσουν να λάβουν όσα περισσότερα δεδομένα μπορούσαν σε συνεδρίες μαραθωνίου. «Βασικά, απλά πηγαίνεις μέχρι να μην μπορείς πια», είπε ο Μπένετ. Προηγούμενη έρευνα αλλού είχε υποστηρίξει ότι τα αντισώματα σχεδιάζονταν για λάθος σχήματα στον ιό και αυτή η εργασία δείχνει ότι μάλλον ήταν σωστό. «Το ερώτημα ήταν «γιατί, όταν ανοσοποιούμε, παίρνουμε αντισώματα σε μέρη που υποτίθεται ότι είναι μπλοκαρισμένα;» είπε ο Χέντερσον. Μέρος της απάντησης θα πρέπει να βρίσκεται σε αυτή τη συγκεκριμένη δομή και τη μετατόπισή της. «Είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ της δέσμευσης αντισωμάτων και του σχήματος αυτού που είναι πραγματικά κρίσιμο για τη δουλειά που κάναμε», είπε ο Χέντερσον. “Και αυτό μας οδήγησε να σχεδιάσουμε ένα ανοσογόνο την ημέρα που επιστρέψαμε από το πρώτο πείραμα. Νομίζουμε ότι ξέρουμε πώς λειτουργεί αυτό.”