Mengembangkan vaksin HIV telah menjadi tantangan membingungkan yang sebagian besar mengakibatkan kegagalan, tetapi sekarang para ilmuwan telah mengidentifikasi faktor-faktor kunci yang memungkinkan beberapa orang secara alami menekan virus HIV - pekerjaan yang dapat mengarah pada vaksin yang lebih baik untuk mengobati dan mencegah infeksi. Para peneliti percaya mereka telah mengidentifikasi titik-titik penting pada permukaan virus di mana sistem kekebalan tubuh dapat berhasil menyerang HIV
Penelitian, yang dilakukan oleh Ragon Institute, sebuah kolaborasi dari berbagai afiliasi Universitas Harvard dan Massachusetts Institute of Technology (MIT), disajikan dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan dalam jurnal Science . Ini didasarkan pada penelitian terhadap dua kelompok kecil orang yang secara alami mampu mengendalikan penyebaran HIV jauh lebih baik daripada rata-rata pasien.
"Apa yang membawa obat maju benar-benar belajar dari pasien, " kata Bruce Walker, direktur Ragon Institute dan penulis senior penelitian. “Ini melihat sesuatu di klinik yang tidak sesuai dengan pola yang biasa, seperti seseorang yang melakukan dengan sangat baik walaupun terinfeksi HIV, yang mengidentifikasi pencilan yang akhirnya sangat penting untuk menjelaskan seluruh proses penyakit.”
Satu kelompok yang disebut “pengendali viremic, ” kurang dari lima persen dari mereka yang terinfeksi HIV, mampu menahan virus dalam darah mereka menjadi kurang dari 2.000 salinan per mililiter selama bertahun-tahun, kadang-kadang beberapa dekade, tanpa menggunakan obat antiretroviral. “Pengontrol elit, ” kurang dari setengah dari satu persen dari pembawa HIV, memiliki kontrol kekebalan yang bahkan lebih kuat dan mampu menekan virus di bawah tingkat deteksi (50 salinan per mililiter darah) menggunakan tes standar untuk infeksi HIV. (HIV umumnya menyebar dengan cepat, menginfeksi dan membunuh sel-sel sistem kekebalan tubuh dan membuat seseorang semakin rentan terhadap infeksi umum setelah sekitar sepuluh tahun tanpa pengobatan antiretroviral.) Ragon telah mengidentifikasi sekitar 1.800 pengontrol selama lima belas tahun pencarian di seluruh dunia.
Penelitian sebelumnya mengidentifikasi pola human leukocyte antigen (HLA) spesifik — penanda berbasis genetik pada permukaan sel yang mengatur fungsi sistem kekebalan — yang dikaitkan dengan peningkatan perlindungan terhadap HIV. Namun penanda HLA itu hanya menjelaskan sekitar 20 persen dari total efek, dan sementara memiliki HLA spesifik meningkatkan kemungkinan seseorang dapat mengendalikan virus, itu tidak membantu sama sekali pada sekitar sepertiga pasien. Sesuatu yang lain harus dilibatkan dalam menekan virus HIV.
Penelitian baru meneliti struktur HIV itu sendiri, menunjukkan dengan tepat bagian-bagian tertentu dari virus yang ditargetkan oleh sistem kekebalan tubuh untuk mencoba menjelaskan bagaimana beberapa orang menolak penyebaran HIV
HIV berkumpul di permukaan makrofag yang terinfeksi (sejenis sel darah putih). Virion HIV telah ditandai dengan tag fluorescent hijau dan kemudian dilihat di bawah mikroskop fluorescent. (Liza Gross / PLoS Biology e445 (2006) via CC BY 2.5) Tim peneliti Ragon mengetuk ke dalam Protein Data Bank, sebuah database dari struktur tiga dimensi molekul protein, untuk informasi tentang 12 dari 15 protein yang membentuk HIV. Dengan menggunakan pemodelan matematis mereka mengidentifikasi titik-titik di mana sejumlah besar protein dihubungkan bersama dengan membentuk virus. Kompleksitas dari titik-titik persimpangan fisik ini berarti bahwa setiap perubahan pada tautan dari simpul-simpul ini akan memiliki efek paling signifikan pada bagaimana virus berfungsi. HIV dapat bermutasi pada titik lain untuk menggagalkan serangan sistem kekebalan tanpa secara serius mempengaruhi fungsi virus — tetapi tidak pada titik kunci ini.
Kemudian tim peneliti melihat di mana sel T CD8, bagian kunci dari sistem kekebalan tubuh, menargetkan HIV. Ternyata sel T CD8 dari kebanyakan orang mengambil suntikan acak pada HIV, sering mengenai bagian dari virus yang dapat dengan mudah bermutasi untuk memblokir serangan itu.
Tetapi sel-sel T CD8 dari pengendali viremic dan elit memusatkan serangan mereka pada simpul-simpul terkait di mana virus paling tidak mampu bermutasi untuk menumpulkan serangan itu. Peringkat node oleh koneksi mereka protein dan sel-sel spesifik pada virus yang ditargetkan oleh sistem kekebalan menghasilkan skor jaringan. Semakin tinggi skor jaringan, semakin sukses sel T CD8 mengendalikan infeksi HIV — struktur HLA tampaknya tidak penting.
Di laboratorium, para peneliti membuat versi HIV yang bermutasi pada simpul-simpul kunci ini dan mencoba menginfeksi garis sel, cara yang sama dengan yang secara alami virus akan sebarkan melalui pasien. Tetapi mutasi secara signifikan merusak kemampuan virus untuk menginfeksi sel dan bereplikasi.
"Kami percaya temuan ini dapat memiliki implikasi besar bagi pengembangan vaksin sel-T, " kata Gaurav Gaiha, penulis utama makalah ini. Pengembangan vaksin adalah bidang kontroversi di antara para peneliti HIV karena sebagian besar penelitian vaksin HIV saat ini berfokus pada antibodi, bagian utama lain dari sistem kekebalan tubuh, daripada pada sel T untuk menghasilkan perlindungan kekebalan terhadap infeksi.
Jika memang pendekatan ini telah menciptakan peta yang lebih baik dari target apa yang akan ditularkan pada HIV, itu masih hanya langkah pertama, meskipun sangat penting. Selanjutnya adalah menemukan cara untuk menghasilkan dan mengirimkan sel T CD8 yang tepat ke target tersebut. Tetapi sains dapat mengikuti kemajuan pesat yang dibuat untuk mengembangkan terapi sel T CAR untuk melawan kanker.
Tim Ragon telah menyatakan pekerjaan mengembangkan vaksin berdasarkan prinsip-prinsip ini, yang pertama-tama akan digunakan sebagai cara perawatan daripada pencegahan. “Jika Anda mengubah sistem kekebalan pada infeksi HIV, Anda dapat segera melihat dan melihat apakah itu menurunkan viral load. Ini adalah monitor waktu nyata tentang bagaimana sistem kekebalan tubuh melakukan, "kata Walker. “Kemudian setelah kita mendapatkan tanggapan ini, kita akan menghentikan terapi dan melihat apakah mereka dapat mengendalikan [virus], dan kita harus tahu dengan sangat cepat.”
Gaiha percaya pendekatan analisis jaringan ini juga akan bekerja sama baiknya dengan patogen lain, mengidentifikasi situs penting untuk terapi target dan vaksin.
Penelitian baru adalah "kemajuan besar, " kata Steven Deeks, seorang peneliti HIV terkemuka di University of California San Francisco (UCSF) yang tidak berpartisipasi dalam penelitian ini. “Ada ratusan cerita tentang bagaimana pengontrol HIV melakukan apa yang mereka lakukan, tetapi sangat sedikit dari mereka yang menghasilkan apa yang saya sebut hasil yang dapat ditindaklanjuti, hal-hal yang kita katakan, mari kita gunakan informasi ini di klinik.”
Jika perawatan dapat dikembangkan untuk menargetkan bagian-bagian yang benar dari virus HIV, seperti yang dilakukan oleh pengontrol viremic dan elite secara alami, maka tujuan jangka panjang dari pengembangan vaksin untuk virus adalah mungkin. "Sekarang kami memiliki terapi yang berpotensi dapat kami gunakan, " kata Deeks.
