Tiến tới vaccin phòng ngừa HIV

Các nhà khoa học đã tiến hành một loạt thử nghiệm tiền lâm sàng cho thấy khả năng tiến gần hơn đến một phương pháp phòng ngừa HIV, đó là tiêm chủng vaccin có các kháng thể hiếm giúp chống lại nhiều chủng HIV.

Một thách thức lớn trong việc phát triển vaccin phòng ngừa HIV là virus biến đổi rất nhanh. Mặc dù ban đầu một người bị nhiễm một hoặc một vài chủng HIV, nhưng virus này sẽ nhân lên và biến đổi nhanh chóng, dẫn đến sự tồn tại của một loạt các chủng virus trong cơ thể.

Thế nhưng, các nhà khoa học đã tiến hành một loạt thử nghiệm tiền lâm sàng cho thấy khả năng tiến gần hơn đến liệu pháp vaccin có các kháng thể hiếm giúp chống lại nhiều chủng HIV.

Các phát hiện này được đăng trên tạp chí Khoa học, Khoa học miễn dịch học mới đây trong bốn bài báo riêng lẻ và được xây dựng dựa trên thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I năm 2022 do Tổ chức nghiên cứu khoa học phi lợi nhuận IAVI thực hiện. Đây một bước tiến quan trọng trong chiến lược tiêm chủng có thể bảo vệ chống lại HIV.

Đồng tác giả cấp cao của cả bốn nghiên cứu, William cho biết: “Những nghiên cứu này cho thấy chúng ta có cơ hội để tạo ra vaccin ngừa HIV hiệu quả. Chúng ta chỉ cần tiếp tục lặp lại và xây dựng dựa trên những phát hiện này trong các thử nghiệm lâm sàng tương lai”.

Các nhà khoa học đã tiến một bước gần hơn đến vaccin ngừa HIV.

Chiến lược vaccin phòng ngừa HIV liên quan đến việc kích thích cơ thể tạo ra các kháng thể trung hòa rộng rãi trưởng thành (bnAbs).

bnAbs là một trong những nhân tố chính của hệ thống miễn dịch trong việc chống lại HIV, có thể ngăn chặn nhiều biến thể của virus. Vấn đề là bnAbs do cơ thể con người tạo ra rất hiếm.

Trong thử nghiệm IAVI do nhà nghiên cứu Schief dẫn đầu, tập trung vào việc tạo ra các tế bào miễn dịch mà cuối cùng có thể tiến hóa thành bnAbs phù hợp. Những tế bào miễn dịch tiền thân này được gọi là tế bào B, có thể bảo vệ tế bào chủ khỏi nhiều chủng HIV.

Chúng được kích thích bởi các chất tạo miễn dịch mồi – một phân tử được tùy chỉnh nhằm kích hoạt hệ thống miễn dịch và tạo ra phản ứng từ các tế bào tiền thân chính xác.

Các chất tăng cường kích thích hệ thống miễn dịch sản xuất không chỉ các tế bào tiền thân mà còn cả bnAbs thuộc lớp VRC01 – một loại kháng thể hiếm và đặc hiệu được biết là có thể vô hiệu hóa hơn 90% các chủng HIV khác nhau.

Các chất tăng cường cũng cần thiết để sản xuất BG18 – một loại bnAb quan trọng khác liên kết với đường trên protein gai HIV.

Từ đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển những chế độ tiêm chủng có thể ưu tiên tiền chất VRC01 hoặc BG18, và sau đó thúc đẩy các tiền chất đó tiến xa hơn trên con đường trở thành bnAbs.

Chuẩn bị kháng thể hiếm chống lại HIV

Trong nghiên cứu đầu tiên tập trung vào BG18, các nhà khoa học sử dụng một chất tạo miễn dịch mồi, họ đã liên tục tạo ra các tiền chất BG18 đặc biệt hiếm trong mô hình động vật hoang dã.

Tiến sĩ, nhà điều tra, đồng tác giả Jon Steichen thuộc Khoa Miễn dịch và Vi sinh tại Scripps Research, cho biết: “Việc mồi hoạt động tốt ở khỉ cho thấy nó có cơ hội thành công cao ở người”.

Steichen cũng là đồng tác giả của nghiên cứu thứ hai, trong đó chuột được biến đổi để tạo ra tiền chất BG18 tần số thấp.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những phương pháp mồi tương tự như phương pháp nghiên cứu đầu tiên. Tuy nhiên, điểm khác biệt chính là lần này, họ cũng sử dụng một trong hai loại thuốc tăng cường miễn dịch bằng công nghệ RNA, dẫn đến việc thúc đẩy các tế bào B được mồi thích nghi để nhận biết các phiên bản HIV giống bản địa hơn.

Steichen giải thích: “Nghiên cứu này cho thấy chúng ta có thể bắt đầu hướng dẫn các tế bào B theo hướng phát triển bnAb”.

Các nhà khoa học đang nỗ lực tìm ra vaccin ngừa HIV trong tương lai gần.

Tăng cường hệ thống miễn dịch hoạt động

Đối với nghiên cứu thứ ba, Schief và nhóm cộng sự đã tạo ra một mô hình chuột có cùng loại gen miễn dịch. Những con chuột tạo ra các tế bào B tiền thân lớp VRC01 tương tự như các tế bào được tìm thấy ở người.

Các nhà nghiên cứu cũng thiết kế một chất tạo miễn dịch tăng cường mới để thúc đẩy phản ứng kháng thể hướng tới việc trở thành bnAbs trưởng thành – bước quan trọng tiếp theo trong chuỗi tiêm chủng tuần tự có thể chống lại HIV một cách hiệu quả.

Kết quả cho thấy, một phác đồ “tăng cường cơ bản” có thể thúc đẩy các tế bào B loại VRC01 hướng tới sự phát triển bnAb.

Tiến sĩ, nhà khoa học cấp cao Christopher Cottrell tại Scripps Research, cho biết: “Các phát hiện chứng minh rằng chúng tôi có thể tạo ra các phản ứng kháng thể đi đúng hướng bằng cách sử dụng loại thuốc tăng cường dị loại này, loại vaccin này sử dụng một phiên bản vaccin khác với phiên bản trước đây”.

Hiểu về miễn dịch học

Trong nghiên cứu thứ tư, tác giả Cottrell sử dụng cùng loại chất gây miễn dịch – nhưng trên một mô hình chuột khác mà nhóm của ông có thể kiểm soát tần suất lây nhiễm.

Tiền chất bnAb đã được sửa đổi để giống với tiền chất được tìm thấy ở người, cho phép các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về hệ miễn dịch liên quan đến việc tiêm phòng HIV bằng cách kiểm tra các trung tâm mầm bệnh – các cấu trúc vi mô chuyên biệt trong cơ thể có chức năng bảo vệ chống lại sự tái nhiễm virus.

Các trung tâm mầm bệnh cung cấp cho tế bào B một không gian để tăng trưởng và biến đổi nhanh chóng các gen kháng thể của chúng, cuối cùng giúp hệ thống miễn dịch chống lại các chủng virus.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra cách các trung tâm mầm bệnh tích lũy đột biến HIV theo thời gian. Họ phát hiện ra rằng, chế độ tăng cường cơ bản đã làm tăng hoạt động của tế bào B tiền thân ở các trung tâm mầm bệnh trên các dòng khác nhau, điều này có thể dẫn đến sự gia tăng các bnAbs lớp VRC01 trưởng thành.

Nhìn chung, cả bốn nghiên cứu đều xác nhận rằng bước khởi đầu để kích hoạt các tiền chất bnAb phù hợp có thể thực hiện được khi phát triển vaccin ngừa HIV. Ba trong số những nghiên cứu đó chứng minh cụ thể rằng có thể hướng dẫn các tiền chất kháng thể trở thành bnAbs chống lại HIV.

Schief nói: “Kết hợp lại với nhau, những phát hiện này giúp chúng tôi tự tin hơn tạo ra tiền chất từ nhiều mục tiêu bnAb và chúng cũng cho thấy rằng chúng tôi đang bắt đầu tìm hiểu các quy tắc về cách thúc đẩy quá trình trưởng thành của tiền chất thông qua việc tăng cường dị loại”.

Tiếp theo những kết quả này, các nhà nghiên cứu đang tiến tới giai đoạn 1, thử nghiệm thuốc thử nghiệm cho cả dự án VRC01 và BG18.

Các loại vaccin nhằm mục đích tạo ra và tăng cường các kháng thể lớp VRC01 đang được đánh giá thêm trong hai thử nghiệm lâm sàng do IAVI, IAVI G002 và IAVI G003 thực hiện, và một loại vaccin đáp ứng các phản ứng chính của lớp BG18 đang được đánh giá ở HVTN144.

Những nghiên cứu này sử dụng cả phương pháp miễn dịch protein bổ trợ (IAVI G001 và HVTN144) và phân phối mRNA (IAVI G002 và G003). Kết quả của các nghiên cứu này sẽ hướng các bước quan trọng tiếp theo trên con đường khám phá vaccin ngừa HIV.