Οι επιστήμονες τροποποίησαν το E. Coli με μέρη του ιού HIV για να αναπτύξουν ένα επιτυχημένο εμβόλιο

Ο Nikolay Shcherbak, επίκουρος καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Örebro, μόλις επέστρεψε στη Σουηδία μετά από ένα συνέδριο στη Νότια Αφρική, όπου παρουσίασε έρευνα που αυξάνει τις πιθανότητες ανάπτυξης εμβολίου κατά του HIV. Μαζί με άλλους ερευνητές, τροποποίησε γενετικά το προβιοτικό βακτήριο E. Coli προσθέτοντας μέρος του ιού HIV σε αυτό.

Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Microbial Cell Factories.

"Χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία, εισάγουμε αλληλουχίες DNA σε συγκεκριμένες θέσεις σε βακτήρια. Χρησιμοποιούμε ένα μέρος του ιού HIV που δεν είναι μολυσματικό, αλλά εξακολουθεί να προκαλεί το σώμα να παράγει εξουδετερωτικά αντισώματα», λέει ο Shcherbak.

Ε. Τα βακτήρια coli ζουν στα έντερα των ανθρώπων και άλλων ζώων και ορισμένες παραλλαγές προκαλούν διαφορετικούς τύπους λοιμώξεων. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης ευεργετικές παραλλαγές αυτών των βακτηρίων που μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μικροχλωρίδας του εντέρου σας. Ένα από αυτά τα βακτήρια, το προβιοτικό E. Coli στέλεχος Nissle, χρησιμοποιήθηκε από ερευνητές από το Örebro στη μελέτη τους.

"Τα βακτήρια που χρησιμοποιούμε πωλούνται ως συμπληρώματα διατροφής στη Γερμανία, αλλά από όσο γνωρίζω δεν είναι διαθέσιμα στη Σουηδία. Αυτά τα συμπληρώματα συνιστώνται σε άτομα με σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου (IBS) ή άλλες στομαχικές διαταραχές."

Ο HIV είναι ένας ιός που μπορεί να οδηγήσει στη θανατηφόρα ασθένεια ανοσοανεπάρκειας AIDS, για την οποία δεν υπάρχει θεραπεία. Ωστόσο, υπάρχουν φάρμακα για τη θεραπεία του HIV που επιτρέπουν στα μολυσμένα άτομα να ζουν χωρίς συμπτώματα ή κίνδυνο μετάδοσης της νόσου.

«Ένα άτομο που έχει μολυνθεί από τον ιό HIV πρέπει να παίρνει αντιρετροϊκά φάρμακα για το υπόλοιπο της ζωής του και το κόστος τους μπορεί να είναι δυσβάσταχτο για όλους. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα εμβόλιο εδώ και πολλά χρόνια, αλλά, δυστυχώς, αυτό δεν αποτελεί προτεραιότητα για τις φαρμακευτικές εταιρείες», λέει ο Shcherbak.

Εάν τα βακτήρια που αναπτύχθηκαν στο Πανεπιστήμιο Örebro οδηγήσουν σε ένα εγκεκριμένο φαρμακευτικό προϊόν, θα μπορούσε να ληφθεί σε μορφή δισκίου. Τα εμβόλια σε μορφή ταμπλέτας έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα εμβόλια που πρέπει να γίνονται με ένεση. Τα δισκία είναι απλούστερα και πιο βολικά στη χρήση και δεν χρειάζεται να φυλάσσονται σε χαμηλές θερμοκρασίες όπως ορισμένα εμβόλια COVID-19.

Ομόλογη μοντελοποίηση της ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης OmpF-MPER. Επάνω (Α) και πλάγια (Β) όψη του τριμερούς πρωτεΐνης OmpF από το στέλεχος Κ-12 του E. Coli (με βάση το 6wtz.pdb). Επάνω (C) και πλάγια όψη (D) της προβλεπόμενης πρωτεΐνης OmpF-MPER από το EcN-MPER, μοντελοποίηση ομολογίας που πραγματοποιήθηκε στη δομή του 6wtz.pdb χρησιμοποιώντας το εργαλείο SWISS-MODEL. Η θέση της ακολουθίας MPER υποδεικνύεται με πράσινο χρώμα. Πηγή: Microbial Cell Factories (2024). DOI: 10.1186/s12934-024-02347-8

Σε πολλές προηγούμενες προσπάθειες να χρησιμοποιηθούν βακτήρια για την κατασκευή εμβολίων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά για να διατηρήσουν τις γενετικές τροποποιήσεις στα βακτήρια. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος μπορεί να οδηγήσει σε αρνητικές συνέπειες, όπως η αντίσταση στα αντιβιοτικά, η οποία είναι ένα αυξανόμενο παγκόσμιο πρόβλημα δημόσιας υγείας. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CRISPR/Cas9, ερευνητές από το Örebro δημιούργησαν μια σταθερή γενετική τροποποίηση σε προβιοτικά βακτήρια χωρίς την ανάγκη για γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά.

Η Shcherbak δεν βλέπει κανέναν κίνδυνο στη χρήση γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων. Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη έρευνα, συμπεριλαμβανομένων των δοκιμών σε ζώα, προτού η τεχνολογία δοκιμαστεί σε ανθρώπους και το εμβόλιο μπορέσει να δει το φως της δημοσιότητας.

"Χρειάζονται τουλάχιστον μερικά χρόνια για την προετοιμασία και τη λήψη δεοντολογικών εγκρίσεων. Υπό κανονικές συνθήκες, η ανάπτυξη φαρμάκων διαρκεί περίπου δέκα χρόνια», λέει ο Shcherbak.