Биология

Ученые из MIT используют «ДНК-оригами» для создания вакцины против ВИЧ и других вирусов

Лайнуть/Поделиться

Структура ДНК, созданная инженерами MIT, была покрыта белками ВИЧ и вызвала сильный иммунный ответ в клетках.

Исследователи из Массачусетского технологического института приблизились нас на шаг к поиску вакцины против ВИЧ, но также и вакцины, которая могла бы использоваться для лечения широкого спектра вирусных заболеваний. 

Эффективность вакцин может быть повышена путем размещения иммуногенов в поливалентной форме на вирусоподобных наночастицах для усиления активации B-клеток, также известные как В-лимфоциты. Поэтому команда сложила ДНК в вирусоподобные структуры, вызывающие сильную реакцию иммунной системы. Их выводы были опубликованы позавчера в журнале Nature Nanotechnology.

Частицы ДНК, которые были расположены таким образом, чтобы имитировать вирусные структуры, были покрыты белками ВИЧ. Они были организованы в особый дизайн, или «шаблон оригами», чтобы создавать сильный ответ от иммунной системы.

«ДНК-оригами» была изобретена в 2006 году Полом Ротемундом в Калифорнийском технологическом институте, и такое структурирование молекул ДНК оказалось особенно полезным для доставки лекарств и других применений.

В 2016 году лаборатория Марка Бате разработала алгоритм, который может автоматически проектировать и создавать произвольные трехмерные вирусоподобные формы с использованием ДНК-оригами. Этот метод обеспечивает точный контроль над структурой синтетической ДНК, позволяя исследователям прикреплять различные молекулы, такие как вирусные антигены, в определенных местах.

«Структура ДНК похожа на колышек, где антигены могут быть прикреплены в любой позиции», – объяснил Марк Бате, старший автор исследования и профессор биологической инженерии MIT. «Эти вирусоподобные частицы позволили нам впервые раскрыть фундаментальные молекулярные принципы распознавания иммунными клетками».

Природные вирусы представляют собой наночастицы с антигенами, расположенными на поверхности частиц, и считается, что иммунная система (особенно B-клетки) эволюционировала для эффективного распознавания таких частиц антигенов. В настоящее время разрабатываются вакцины, имитирующие природные вирусные структуры, и считается, что такие вакцины из наночастиц очень эффективны для создания иммунного ответа В-клеток.

Однако определение правильного размера частиц, расстояния между антигенами и количества антигенов на частицу для оптимальной стимуляции В-клеток (которые связываются с антигенами-мишенями через их В-клеточные рецепторы) было сложной задачей. Ученые решили использовать эти каркасы ДНК для имитации таких структур вирусных и вакцинных частиц в надежде найти лучший дизайн частиц для активации В-клеток.

Выводы команды Бате могут помочь в разработке вакцины против ВИЧ. Однако сейчас они тесно сотрудничают с Институтом Рагона, чтобы выяснить, работает ли их структура против коронавируса.

«Наша платформенная технология позволяет легко заменять различные субъединичные антигены и пептиды из разных типов вирусов, чтобы проверить, могут ли они потенциально функционировать в качестве вакцин», – сказал Бате.

DOI: 10.1038/s41565-020-0719-0

Редакция

Недавние публикации

Пчелы с высокой точностью обнаруживают биомаркеры рака легких

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Biosensors and Bioelectronics, говорит о том, что пчелы могут стать важным инструментом для раннего… Читать далее

06/07/2024

Прием препаратов для снижения веса(Ozempic), возможно, повышает риск развития слепоты

Исследование, проведенное в клинике Mass Eye and Ear, выявило связь между широко назначаемыми препаратами для… Читать далее

05/07/2024

Запрет на аборты коррелирует с увеличением смертности новорожденных и младенцев

Закон штата Техас, запрещающий аборты на ранних сроках беременности, ассоциируется с резким увеличением числа смертей… Читать далее

01/07/2024

От размытого изображения к 3D-модели толстого кишечника

Капсульные камеры позволяют почти незаметно и без боли исследовать все уголки кишечника, пока пациент занимается… Читать далее

27/06/2024

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024