בעוד נגיף ה-HIV גולש אל מחוץ לתא אנושי כדי לעגן ואולי להחדיר את מטען הקוד הגנטי הקטלני שלו, יש רגע קצר להפליא שבו חתיכה זעירה משטחו נפתחת כדי להתחיל בתהליך ההדבקה.
לראות את המבנה הזה נפתח ונסגר במיליוניות השנייה בלבד נותן לחוקרי מכון החיסון האנושי של דיוק (DHVI) ידית חדשה על פני הווירוס שעלולה להוביל לנטרול נרחב של נוגדנים לחיסון איידס. הממצאים שלהם מופיעים ב-2 בפברואר ב-Science Advances.
היכולת לחבר נוגדן ספציפית למבנה הקטן הזה שימנע ממנו להיפתח תהיה המפתח. הממצאים שלהם מופיעים בפברואר 2 ב התקדמות המדע.
החלק הנע הוא מבנה הנקרא גליקופרוטאין מעטפת, וחוקרי איידס מנסים להבין זאת כבר שנים כי הוא חלק מרכזי ביכולתו של הנגיף לעגן על קולטן תאי T הידוע בשם CD4. חלקים רבים של המעטפת זזים כל הזמן כדי להתחמק ממערכת החיסון, אבל אימונוגנים של חיסון מתוכננים להישאר יציבים יחסית.
כל מה שכולם עשו כדי לנסות לייצב את זה (מבנה) לא יעבוד, בגלל מה שלמדנו. זה לא שהם עשו משהו לא בסדר; רק שלא ידענו שזה זז בכיוון הזה".
רורי הנדרסון, מחבר ראשי, ביולוג מבני שהוא פרופסור חבר לרפואה ב-DHVI
חוקרת פוסט-דוקטורט ומחברת שותפה למחקר, אשלי בנט, מציעה משחק-אחר-מחזה: מכיוון שהנגיף מרגיש את נקודת ההתקשרות הטובה ביותר שלו על תא T אנושי, קולטן CD4 של התא המארח הוא הדבר הראשון שהוא נצמד אליו. החיבור הזה הוא מה שגורם אז למבנה המעטפת להיפתח, מה שבתורו, חושף אתר מקשר של קולטן שותף "וזה האירוע שבעצם חשוב".
ברגע ששתי המולקולות של הנגיף נקשרות לממברנת התא, תהליך הזרקת RNA ויראלי יכול להתחיל. "אם זה נכנס לתא, הזיהום שלך עכשיו קבוע", אמר הנדרסון.
"אם נדבקת, כבר איבדת את המשחק כי זה רטרו-וירוס", מסכים בנט.
המבנה הנע שהם מצאו מגן על אתר הקישור הרגיש של הקולטנים בנגיף. "זה גם תפס כדי למנוע ממנו לקפוץ עד שהוא מוכן לקפוץ", אמר הנדרסון. שמירה על זה עם נוגדן ספציפי יעצור את תהליך ההדבקה.
כדי לראות את החלקים הוויראליים במצבים שונים של פתוח, סגור וביניהם, בנט והנדרסון השתמשו במאיץ אלקטרונים במעבדה הלאומית Argonne מחוץ לשיקגו, שמייצר קרני רנטגן באורכי גל שיכולים לפתור משהו קטן כמו אטום בודד. אבל לציוד היקר והמשותף הזה יש ביקוש גבוה. חוקרי האיידס זכו בשלושה בלוקים של 120 שעות של זמן עם הסינכרוטרון כדי לנסות להשיג כמה שיותר נתונים במפגשי מרתון. "בעיקרון, אתה פשוט הולך עד שאתה לא יכול יותר," אמר בנט.
מחקר מוקדם יותר במקומות אחרים טען כי נוגדנים תוכננו לצורות הלא נכונות בנגיף, ועבודה זו מראה שזה כנראה נכון.
"השאלה הייתה 'מדוע, כשאנחנו מחסנים, אנחנו מקבלים נוגדנים למקומות שאמורים להיחסם?'", אמר הנדרסון. חלק מהתשובה צריך להיות במבנה המסוים הזה ובשינוי הצורה שלו.
"זהו משחק הגומלין בין קשירת הנוגדנים לבין הצורה הזו שבאמת קריטי לגבי העבודה שעשינו", אמר הנדרסון. "וזה הוביל אותנו לתכנן אימונוגן ביום שחזרנו מהניסוי הראשון. אנחנו חושבים שאנחנו יודעים איך זה עובד".
מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (UM1AI14437, R01AI145687, U54AI170752, P30 GM124169, S10OD018483), משרד האנרגיה (DE-AC02-06CH11357) ומשרד המחקר הביולוגי והסביבה של DOE.
