Команды из Института Пастера, CNRS, Научно-исследовательского института вакцин (VRI) и Парижского университета обнаружили новую функцию антител против ВИЧ-1, применив передовые методы микроскопии к вирусным культурам in vitro. Ученые обнаружили, что определенные антитела, уже известные своей способностью эффективно воздействовать на белок оболочки ВИЧ-1 (Env), могут препятствовать высвобождению вирусных частиц инфицированными клетками, тем самым останавливая распространение вируса. Антитела имеют Y-образную форму, что позволяет им прикрепляться между инфицированной клеткой и вирусными частицами или непосредственно между вирусными частицами. Эта цепь, состоящая из антител и вирусных частиц, предотвращает распространение вируса. Эти результаты показывают, что эти мощные антитела проявляют различную противовирусную активность в дополнение к нейтрализации. Исследование опубликовано в номере журнала от 2 февраля 2022 г.Связь с природой .
Широко нейтрализующие антитела (bNAb), нацеленные на белок оболочки вируса (Env), обладают значительным потенциалом для лечения ВИЧ-1. Первоначально они были выявлены в редких случаях у пациентов, чья сыворотка была способна ингибировать многочисленные штаммы ВИЧ. Эти антитела проявляют множественную противовирусную активность. Помимо нейтрализации вируса, т.е. предотвращения заражения им новых клеток, они также убивают инфицированные клетки. Поэтому их называют полифункциональными молекулами. Необходимо полностью понять масштаб этих противовирусных действий, чтобы более эффективно использовать существующие антитела или уточнить критерии отбора новых антител. Кроме того, полезно дополнительно исследовать полифункциональность антител против ВИЧ-1, чтобы улучшить наше понимание роли, которую играют антитела, и, таким образом, бороться с другими вирусными инфекциями.
Первоначально группы из Института Пастера, CNRS, VRI и Парижского университета пытались определить, способны ли антитела предотвращать образование вирусных частиц инфицированными клетками. С этой целью они культивировали Т-клетки CD4 (естественную мишень ВИЧ) in vitro с различными антителами в течение 24 часов. Затем они измерили количество вирусных частиц, продуцируемых клетками в культуральной среде, и количество вирусных частиц, оставшихся в клетках. В результате этих экспериментов ученым удалось продемонстрировать, что определенные антитела увеличивают количество вируса в клетках, но снижают его в культуральной среде. Это интригующее открытие заставило их поверить в то, что определенные антитела препятствуют высвобождению вирусных частиц, не препятствуя их производству.
Чтобы проверить эту теорию, ученые использовали различные методы микроскопии для наблюдения за производством клетками вирусных частиц. Сначала они исследовали клетки с помощью флуоресцентной микроскопии — метода, используемого для дифференциации вирусных белков. Это позволило им продемонстрировать, что инфицированные клетки накапливают большое количество зрелого вирусного белка. Это открытие свидетельствует о том, что в клетках накапливаются полные вирусные частицы. Чтобы определить точное местонахождение этих вирусных частиц, ученые впоследствии использовали сканирующую электронную микроскопию для наблюдения за поверхностью инфицированных клеток. «Используя этот метод, мы обнаружили, что эти антитела (bNAb) вызывают накопление вирусных частиц на поверхности клеток, образуя кластеры и крайне атипичные структуры (см. иллюстрацию)», — комментирует Тимоти Брюэль,
Затем ученые объединили метод просвечивающей электронной микроскопии с мечением иммунозолотом. Это позволило им продемонстрировать, что антитела располагаются между вирусными частицами и инфицированной клеткой, образуя цепной кластер. Эксперименты с мутантными антителами впоследствии показали, что Y-образная форма антител создает эту кластерную структуру. Их руки способны связать два вируса или один вирус с инфицированной клеточной мембраной, и их точки прикрепления достаточно сильны, чтобы вызвать это явление.
