Журнал Science Translational Medicine опубликовал две статьи о мРНК-вакцинах против ВИЧ — результаты фазы 1 клинического испытания трех типов вакцин, а также детальное исследование нейтрализующих антител после иммунизации такими вакцинами кроликов и обезьян. В этих работах продемонстрировано одно из преимуществ мРНК-вакцин — способность вызывать выработку белка, встроенного в мембрану аналогично нативному поверхностному белку ВИЧ. Эти вакцины могут оказаться намного эффективнее тех, которые экспрессируют растворимый белок.
Изображение:
3D-модель частицы ВИЧ в разрезе. Капсид (синий и бирюзовый) окружен липидной мембраной (красный), в которой находятся тримеры Env (сиреневый).
Credit:
NIH | flickr.com | CC BY 2.0
Клинические исследования HVTN 302 трех мРНК-вакцин против ВИЧ начались 14 марта 2022 года. Вакцины содержат липидные наночастицы с мРНК, кодирующие различные варианты тримера поверхностного белка ВИЧ.
Единственный вирусный белок на поверхности частицы ВИЧ, покрытой липидной мембраной, — оболочечный гликопротеин Env. Это тример из трех гетеродимеров, содержащих gp120 и gp41 (продукты расщепления вирусного белка gp160). Именно Env отвечает за связывание с рецептором CD4 на поверхности клетки и его корецептором (чаще всего CCR5 или CXCR4).
В 1980-х — 2000-х гг. тестировали различные варианты вакцин от ВИЧ, многие из них содержали рекомбинантный Env, один или вместе с другими белками. Однако нативные тримеры Env не вызывают образования широконейтрализующих антител против ВИЧ (bNAb, ШНАт), то есть таких, которые таргетируют консервативные эпитопы и нейтрализуют различные варианты вируса. Поэтому разработчики вакцин стали модифицировать компоненты Env. В частности, стабильный тример под названием BG505 SOSIP.664 gp140, в котором gp120 и gp41 соединены S-S связью и сделан ряд других модификаций, был создан в 2013 году.
PCR.NEWS не раз писал о работах Уильяма Шиффа, иммунолога из Института Скриппса и исполнительного директора по разработке вакцин в Центре нейтрализующих антител некоммерческой организации IAV. Вместе с коллегами он разрабатывают стратегию вакцинации против ВИЧ, которая направляла бы созревание предшественников В-клеток к выработке ШНАт (эта стратегия называется germline targeting — нацеливание на зародышевую линию). Для этого проводится серия иммунизаций, где каждый следующий иммуноген более специфичен, чем предыдущий (первые — белки с мутациями, предотвращающими «ненужные» направления эволюции В-клеток, последние — близкие к нативным тримерам). Таким образом происходит отбор В-клеток, которые производят ШНАт. (Подробнее в статье «Есть ли надежда на вакцину от ВИЧ?».)
Уильям Шифф с коллегами отбирали варианты тримеров Env, подходящие для нацеливания на зародышевую линию B-клеток. Вариант BG505.MD39 лег в основу мРНК-вакцин компании Moderna — разработчика вакцин против коронавируса SARS-CoV-2.
Три вакцины, которые изучаются в ходе HVTN 302, — BG505 MD39.3 gp140 (мРНК кодирует растворимый тример gp140); BG505 MD39.3 gp151 (белок включает трансмембранный домен и связан с мембраной, но С-концевой домен отсутствует); и BG505 MD39.3 gp151 CD4KO (белок, аналогичный предыдущему, содержит дополнительную точечную мутацию, которая препятствует связыванию с клеточным белком CD4).
Растворимый тример содержит открытый участок, который у нативного вируса замаскирован мембраной; антитела к этому участку не являются нейтрализующими. Преимущество мРНК-вакцины в том, что белок после экспрессии в клетке может быть закреплен на мембране (на микровезикулах, экзосомах или поверхности клетки), и это делает его более похожим на белок вируса. Связывание с CD4 также способно негативно влиять на количество и специфичность антител, поясняют авторы.
Все тримеры, экспрессируемые в организме после иммунизации мРНК-вакцинами, были стабилизированы в префузионной конформации, не нуждаются в расщеплении протеазой фурином и содержат два сайта гликозилирования, консервативные у изолятов ВИЧ.
В фазе 1 КИ участвовали 108 человек в возрасте от 18 до 55 лет (медианный возраст около 30 лет), в целом здоровые, не ВИЧ-инфицированные. Участников разделили на шесть групп; трем группам делали внутримышечные инъекции одной из трех вакцин в дозе 100 мкг, еще трем — в дозе 250 мкг. Вакцины вводили трижды, вторая и третья дозы — через 8 и 24 недели после первой. У вакцинированных брали образцы крови и проводили фенотипирование В-клеток, секвенирование генов В-клеточных рецепторов, а также изучали активность вакциноспецифичных Т-клеток, присутствие антител к определенным эпитопам, их нейтрализующую активность.
Вакцины в целом хорошо переносились, хотя у 7 из 108 участников развилась крапивница (частота гораздо выше, чем при иммунизации другими мРНК-вакцинами, в том числе вакциной против коронавируса). У пяти участников она была хронической, у четверых симптомы сохранялись в течение года и более. Крапивница отмечалась и у получивших другую мРНК-вакцину против ВИЧ.
В то же время вакцинация вызывала сильные B- и T-клеточные реакции, специфичные к Env. Все тримерные иммуногены индуцировали значимый ответ CD4 + Т-клеток, но только слабый или неопределяемый ответ CD8 + Т-клеток.
Предполагалось, что варианты вакцины с мембраносвязанным белком gp151 не вызовут образования ненейтрализующих антител к эпитопам у основания тримера. И действительно, у пациентов, иммунизированных этими двумя вакцинами, такие антитела встречались реже, чем при иммунизации растворимыми тримерами. Мутация, инактивирующая сайт связывания CD4, существенных преимуществ не дала.
Три иммунизации вызвали появление нейтрализующих антител второго уровня (то есть к тримеру в закрытой конформации, что лучше, чем к открытой) у 80% вакцинированных мембраносвязанными тримерами, но только у 4% вакцинированных растворимым тримером.
Таким образом, мРНК-кодируемые тримеры белка Env ВИЧ достаточно безопасны и в то же время эффективны, следовательно, представляют собой перспективную платформу для разработки вакцины против ВИЧ, делают вывод авторы. Они также подчеркивают, что мРНК-вакцины облегчают быстрое тестирование сложных схем вакцинации с использованием различных иммуногенов, как при индукции ШНАт. Данные вакцины не были разработаны для выработки ШНАт или их предшественников, но могут быть шагом в этом направлении.
Авторы другой статьи, опубликованной в том же номере журнала, подтвердили в экспериментах на кроликах и обезьянах, что мРНК-вакцина, кодирующая мембраносвязанный тример, вызывает образование антител к целевым участкам Env.
Источник
K. Rachael Parks, et al. Vaccination with mRNA-encoded membrane-anchored HIV envelope trimers elicited tier 2 neutralizing antibodies in a phase 1 clinical trial // Science Translational Medicine. 30 Jul 2025. Vol 17, Issue 809. DOI: 10.1126/scitranslmed.ady6831