生物科学家们创造了一种新型抗体治疗方法,可以使广泛范围的HIV-1毒株失活。令人惊讶的是,这一突破来自于美洲驼。
乔治亚州立大学的一个研究团队开发了小巧但强大的分子,能够准确定位隐藏的HIV毒株。这些分子源自于美洲驼DNA中的抗体基因。
该研究由助理教授徐建良领导,利用美洲驼衍生的纳米抗体有效中和多种HIV-1毒株,这是该病毒的主要形式。团队最新的研究结果已发表在期刊《Advanced Science》上。
徐解释道:“这种病毒已经进化出了避开我们免疫系统的机制。传统抗体体积庞大,使得它们难以定位并攻击病毒的表面。这些新的抗体采用了更有效的方法。”
研究人员已经在寻找有效的HIV治疗和预防方案方面研究美洲驼等骆驼科动物约15年。它们抗体的结构和特性使其能够有效识别和失活外来实体,如HIV病毒。
这项最新研究介绍了一种广泛适用的技术,来增强纳米抗体的功效。纳米抗体是专门的抗体片段,大约是传统抗体的十分之一。它们由灵活的Y形重链抗体制成,包括两条重链,这些抗体在对抗特定病毒时比标准带有轻链的抗体显示出更高的有效性。
纳米抗体源自敏捷的Y形抗体,由重链肽组成,可能对某些病毒提供更强的效力。
在研究中,美洲驼通过免疫定制蛋白来触发中和纳米抗体的产生。徐的团队确定了能够针对病毒脆弱点的纳米抗体。当将这些纳米抗体通过复制短DNA片段设计成三重串联结构时,它们表现出超凡的效力,能够中和96%的多样HIV-1毒株。
进一步调查发现,这些纳米抗体模仿CD4受体的识别,CD4受体是HIV感染中的一个关键元素。为了增强其强度,纳米抗体与一种广谱中和抗体(bNAb)融合,形成了一种具有无与伦比中和能力的新型抗体。
徐提到:“我们现在可以创建一种能够中和HIV的单一分子,而不是开发抗体的组合。通过使用一种能够失活90%以上流行HIV毒株的广谱中和纳米抗体,并结合另一种同样中和约90%的bNAb,我们可以实现接近完全的中和。”
徐在马里兰州贝塞斯达的国家卫生研究院疫苗研究中心发起了这项研究,并与包括哥伦比亚大学生物化学与分子生物物理学教授和研究共同作者彼得·克望在内的30多位研究人员组队合作。自2023年加入乔治亚州立大学以来,徐一直在指导乔治亚州立大学的博士候选人佩顿·陈,帮助他们扩大这些解决方案的潜在应用。
陈对这一开创性研究的前景感到兴奋。
“这些纳米抗体是迄今为止最强大、有效的中和抗体,这预示着HIV治疗和抗体研究的未来充满希望,”陈表示。“我设想一个未来,这些纳米抗体获得批准用于HIV治疗。”
根据徐的说法,未来的工作将调查将美洲驼纳米抗体与其他现有bNAb结合的潜力,以确定某些组合是否可以实现100%的中和,为抗击HIV开辟新的治疗途径。