Mit dem Re-Engineering eine kleine Kette von Aminosäuren in einer Art von Dengue-Virus , Ralph Baric und Aravinda de Silva entdecken einen neuen Weg zur Lösung des Dengue- Impfstoff Dilemma. Die Forschung hat das Potenzial zur Entwicklung von Impfstoffen für andere Krankheiten, einschließlich Transformation SARS und HIV .
Erstellen eines Impfstoffs, der Menschen aus allen vier Arten von Dengue-Virus ist frustriert Wissenschaftler über Jahrzehnte schützt . Doch die Forscher an der University of North Carolina haben ein neues Ziel für die menschliche Antikörper, die den Schlüssel zu einem Impfstoff für die weltweit am weitesten verbreitete Moskitos übertragene Krankheit halten konnte entdeckt.
Mit Hilfe eines experimentellen Technik neu auf dem Dengue- Feld , die Labore von Ralph Baric , PhD, und Aravinda de Silva , PhD, hat gezeigt, dass ein molekulares Scharnier , in der zwei Regionen eines Proteins zu verbinden ist, wo natürliche menschliche Antikörper an Dengue- 3 zu deaktivieren. Die Feststellung , in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, zeigt, dass nach der Primärinfektion meisten menschlichen Antikörpern , die das Virus binden an den Gelenkbereich zu neutralisieren.
Es ist die erste Studie zu zeigen, wie diese Bindungsstellen - von nur 25 Aminosäuren - genetisch für Aminosäuren von einem anderen Dengue-Typ ausgetauscht werden , ohne dass der Integrität des Virus.
"Das gibt uns viel Einblick in die menschliche Antikörper zu arbeiten ", so de Silva , Professor für Mikrobiologie und Immunologie in der UNC School of Medicine. "Und es könnte viel translationale Aspekte dazu sein, es könnte zu einem neuen Weg, um Impfstoffe für andere Krankheiten zu erstellen führen . "
De Silva und Baric , ein Professor mit einem Dual- Termin in der UNC School of Medicine und der UNC Gillings School of Global Public Health , arbeiten jetzt mit Impfstoff -Entwickler an zwei Pharmaunternehmen , um die Wirksamkeit potenzieller Dengue- Impfstoffe jetzt in klinischen Studien zu testen. Wenn diese Impfstoffe nicht auf ihre molekularen Scharniers zu binden , werden die Impfstoffe wird wahrscheinlich weniger wirksam sind als Forscher möchten , vor allem über die Zeit.
Dengue , die jedes Jahr rund 390 Millionen Menschen infiziert , ist in tropischen und subtropischen Regionen auf der ganzen Welt verbreitet. Es gab 63 bestätigte Fälle in den Florida Keys im Jahr 2010. Das Virus , in den Vereinigten Staaten Gebiet Puerto Rico weit verbreitet ist, hat sich auch in der Volksrepublik südlich bestätigt Florida und Texas . " Die Moskitos die Dengue durchführen können in der gesamten Südosten der Vereinigten Staaten existieren ", sagte Baric . " Es ist nur eine Frage der Zeit, Dengue-Virus taucht nun im Süden , so dass Impfstoffe und Therapeutika eine kritische langfristige gesundheitspolitische Priorität . "
Einen wirklich effektiv Dengue- Impfstoff wurde aufgrund eines Phänomens namens Antikörper-abhängige Verbesserung schwierig erwiesen. Menschen mit einer Art von Dengue infiziert in der Regel entwickeln eine natürliche Immunantwort , die den Körper des Virus befreit und verhindert, dass eine Wiederholung der Infektion des gleichen Virustyp . Aber wenn diese Leute mit einem zweiten Typ von Dengue infiziert ist, wird das Virus aufgrund dieser ersten Immunantwort verstärkt . Die Folge können schwere hämorrhagische Dengue sein Fieber , Die tödlich sein kann .
Folglich würde ein Impfstoff, der Immunität für nur eine Art von Dengue bietet machen andere Arten von Dengue- virulenter und gefährlich. Die erste große klinische Studie eines Dengue- Impfstoff, der in Thailand im Jahr 2011 durchgeführt wurde, enthielt einen Cocktail aus allen vier Arten von Dengue . Aber aus Gründen, die unklar bleiben der Impfstoff war nur teilweise Schutz . Es gab keine Hinweise darauf, dass der Impfstoff während einer Dengue- 2 -Ausbruch im selben Jahr geschützte Personen .
Um Dengue studieren , haben de Silva und seine Kollegen Proben aus infizierten in Sri Lanka und von den Amerikanern , die die Krankheit erworben hatte, im Ausland gesammelt. Solche Proben erlaubt de Silvas Team um sicherzustellen, dass menschliche Antikörper zu finden sind nicht dasselbe wie der Maus -Antikörper, die als Grundlage für die Entwicklung von Impfstoffen gedient hatte. De Silva sah, dass Maus-Antikörper auf eine Region eines Proteins , die eine äußere Hülle des Virus bildet verriegelt. Menschliche Antikörper selten erkennen, dass Region; Statt menschlichen Antikörper binden , um einen anderen Bereich, in dem zwei Teile des äußeren Protein verbinden. De Silva nennt diese Region ein Epitop Scharnier. Ein Epitop ist ein Teil einer Fremdsubstanz , die ein menschlicher Antikörper bindet .
Um die Bedeutung des Scharniers zu beweisen, de Silva rekrutiert Baric , ein Experte in der bahnbrechende neuartige Möglichkeiten, um Gene in Viren mit allem zu manipulieren Noroviren und Coronaviren als Modelle . Mit Dengue- Know-how de Silva und die Struktur des Dengue-Virus , wurde Baric Lage, die strukturell komplexen , nicht-linearen 25 - Aminosäure- Gelenk -Domäne erkennen und entfernen Sie es von Dengue- 3 -Teilchen . Seine Gruppe , von William Messer , PhD , dann entwickelt Strategien, um Dengue- Viren, die von DNA-Klonen zu erholen und ersetzen Sie das Dengue- 3 Gelenk mit einem replizierten 25 - Aminosäurekette von Dengue 4. Im Wesentlichen drehte Baric Dengue- 3 in Dengue- 4 .
Die genetisch mutierte Virus überlebt und wuchs in Zellkulturen und in Primaten. Dann belichtet die Forscher das mutierte Virus Dengue- 3 -Antikörper, die typischerweise mit Dengue 3. binden, aber sie haben keine Wirkung auf die genetisch veränderte Dengue hatte . Sie zeigten dann in Zelllinien, die das Virus durch Antikörper gegen Dengue- 4 mit Forschern an der Universität von Puerto Rico gerichtet In Zusammenarbeit neutralisiert werden , de Silva und Baric -Team konnte zeigen, dass die neuen Virus infiziert Primaten , die Antikörper gegen entwickelt Dengue- 4 .
" Diese Ergebnisse belaufen sich auf einen Paradigmenwechsel ", sagte Baric . De Silva fügte hinzu: " Dies erzählte uns gesagt, dass das Epitop wir dachten, war wichtig war in der Tat der wichtigste Standort für die Antikörperbindung . Wenn Antikörper waren in der Lage, zu anderen Seiten des Virus binden , dann würden wir einen leichten Abfall der Schutz vor gesehen haben Dengue- 3 " Einige Antikörper würde auf diese anderen Websites gebunden haben und bot einen gewissen Schutz . "Stattdessen sahen wir einen vollständigen Verlust des Schutzes. "
De Silva und Baric führen ähnliche Experimente mit Dengue- 1 und 3. Wenn sie die wichtigsten Epitope für jeden Dengue-Typ zu isolieren , dann könnten sie möglicherweise einen Virus genetisch modifizieren mit allen vier Epitope . Das Ergebnis könnte die Grundlage für einen Impfstoff gegen alle vier Typen sein.
De Silva und Baric nutzen ihre Ergebnisse , um zu studieren , warum Antikörper binden an ein spezifisches Epitop , aber nicht auf andere Seiten . Solche Informationen würden noch mehr Einblick in , wie man wirksame Impfstoffe zu entwerfen verleihen .
Auch könnte de Silva und Baric -Forschung in anderen Bereichen in der Notwendigkeit von Impfstoffen übersetzt werden. " Die Grundidee besteht darin, dass ein komplexes Protein - Interaktionsstelle kann nun von einem Virus zum anderen verschoben werden , " de Silva. Zum Beispiel kann ein Epitop von einem Virus-ähnlichen Hepatitis C konnte auf den lebenden Virus in dem verwendeten bewegt werden Masern Impfstoff. Diese neue chimären Virus würde gleichzeitig bieten den Menschen Schutz gegen Hepatitis C und Masern.
"Wir könnten nicht einmal einen Virus, " de Silva aufgenommen. "Wir können nur brauchen, um das Epitop , das wir kennen Antikörper binden zu schaffen. Und das wäre als Impfstoff zu dienen. "
De Silva und Baric kürzlich NIH Finanzierung erhalten , um ihre bahnbrechenden Arbeiten weiterhin die Jahrzehnte alten Dengue-Virus -Impfstoff Dilemma zu lösen .