การศึกษาฝาแฝดเผยให้เห็นความสำเร็จในระยะเริ่มแรกของการพัฒนาวัคซีน mRNA HIV

ความพยายามในการสร้างวัคซีนเอชไอวีถูกชะลอลงเนื่องจากความยากลำบากในการกำหนดเป้าหมายแอนติบอดีที่มีฤทธิ์เป็นกลางไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องบนเชื้อเอชไอวีสายพันธุ์ต่างๆ แอนติบอดีที่มีฤทธิ์เป็นกลางคือโปรตีนที่ระบบภูมิคุ้มกันสร้างขึ้นเพื่อจับกับไวรัส แบคทีเรีย หรือเชื้อโรคอื่นๆ และยับยั้งการทำงานของพวกมัน

วิธีการปัจจุบันส่วนใหญ่อาศัยไตรเมอร์โปรตีนที่ละลายน้ำได้ของไกลโคโปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์ HIV-1 (Env) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่พบบนพื้นผิวของไวรัสและจำเป็นต่อการจับตัวและการเข้าสู่เซลล์โฮสต์ ความพยายามเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การสร้างไตรเมอร์ Env ที่เสถียรและดูเป็นธรรมชาติ ซึ่งเลียนแบบการทำงานของสไปก์ของไวรัสอย่างใกล้ชิด โดยทำหน้าที่เป็นเป้าหมายการฝึกสำหรับแอนติบอดีที่เป็นกลาง ซึ่งอาจกำหนดเป้าหมายไปยังบริเวณอนุรักษ์ที่พบได้ทั่วไปในไวรัสเอชไอวีสายพันธุ์ต่างๆ

อุปสรรคที่ซับซ้อนในระดับโมเลกุลหลายประการทำให้วัคซีนเหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้ แม้ว่าไตรเมอร์ธรรมชาติจะกระตุ้นการสร้างแอนติบอดี แต่ไม่ได้มีฤทธิ์เป็นกลาง และมักจะมุ่งเป้าไปที่ส่วนของฐานไตรเมอร์ Env ที่ไม่ขัดขวางฟังก์ชันการยึดเกาะและการเข้าสู่เซลล์

การศึกษาใหม่ 2 ชิ้นที่ตีพิมพ์ในวารสารScience Translational Medicineนำเสนอผลการทดลองวัคซีน mRNA เพื่อต่อต้าน HIV

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Scripps ได้พัฒนาวัคซีน HIV ที่เข้ารหัสด้วย mRNA ซึ่งควบคุมการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันให้ห่างจากบริเวณที่ไม่ใช่เป้าหมาย และมุ่งเน้นไปที่บริเวณที่ติดเชื้อและเข้า

ในการศึกษาเรื่อง "การฉีดวัคซีนด้วยไตรเมอร์ซองไวรัส HIV ที่เข้ารหัสด้วย mRNA ที่จับกับเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้เกิดแอนติบอดีที่เป็นกลางในแบบจำลองสัตว์" นักวิจัยได้สร้างและเปรียบเทียบไตรเมอร์ซองไวรัส HIV ที่เสถียรแล้วที่ส่งผ่าน mRNA (BG505 MD39.3) ในรูปแบบที่ละลายน้ำได้และที่จับกับเยื่อหุ้มเซลล์ เพื่อประเมินความสามารถในการควบคุมการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันไปยังตำแหน่งเป้าหมายที่น่าสนใจ

ในเวอร์ชันที่ละลายน้ำได้ เซลล์จะถูกสั่งให้สังเคราะห์ไตรเมอร์ของ HIV Env ซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่ช่องว่างนอกเซลล์หลังจากการแปลรหัส โปรตีนเหล่านี้ไม่ได้ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์และลอยได้อย่างอิสระ

ในเวอร์ชันที่ถูกผูกติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์จะสังเคราะห์ไตรเมอร์ของ HIV Env ที่ติดอยู่บนพื้นผิวเซลล์ผ่านโดเมนทรานส์เมมเบรน

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าไตรเมอร์เยื่อหุ้มเซลล์ของ HIV ที่ถูกผูกติดกับเยื่อหุ้มเซลล์สามารถกระตุ้นแอนติบอดีที่เป็นกลางในกระต่ายและไพรเมต (ลิงแสม) ได้ดีกว่าแอนติเจนชนิดเดียวกันในเวอร์ชันที่ละลายน้ำได้

การทดสอบการตอบสนองของเซลล์ทีเผยให้เห็นการตอบสนองของเซลล์ที CD4+ ที่แข็งแกร่งในกลุ่มวัคซีน mRNA ทั้งสองกลุ่ม ตรวจพบการตอบสนองของเซลล์ที CD8+ ในสัตว์ส่วนใหญ่ที่ได้รับวัคซีน mRNA ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ และแทบจะไม่พบในกลุ่มที่ละลายน้ำได้ และการจับกับเซลล์บีเมมโมรีนอกเป้าหมายมีน้อยกว่า ตัวอย่างไขกระดูกที่เก็บมาเกือบหนึ่งปีหลังการฉีดวัคซีนแสดงให้เห็นว่าเซลล์พลาสมาเฉพาะ Env ยังคงดำรงอยู่

การทดลองทางคลินิกที่ดำเนินการโดยศูนย์มะเร็งเฟร็ด ฮัทชินสัน ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกในมนุษย์ว่าวัคซีนเอชไอวีชนิด mRNA สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดแอนติบอดีที่เป็นกลางได้ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าไตรเมอร์เยื่อหุ้มเซลล์เอชไอวีที่เข้ารหัสด้วย mRNA ทำให้เกิดการตอบสนองของแอนติบอดีที่เป็นกลางในผู้เข้าร่วมส่วนใหญ่

ในการทดลองทางคลินิกระยะที่ 1 เรื่อง "การฉีดวัคซีนด้วยไตรเมอร์ซองเอชไอวีที่เข้ารหัสด้วย mRNA ที่จับกับเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้เกิดแอนติบอดีที่เป็นกลางระดับที่สอง" นักวิจัยได้พัฒนาโครงสร้างวัคซีนสามแบบที่เข้ารหัสไตรเมอร์เอชไอวี Env ที่เสถียรแล้วในรูปแบบที่ละลายน้ำได้หรือแบบที่ยึดกับเยื่อหุ้มเซลล์ การทดลองครั้งที่สามมีการกลายพันธุ์ที่รบกวนการจับกับ CD4 เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ไม่พึงประสงค์ในไตรเมอร์

การศึกษานี้ครอบคลุมผู้ใหญ่ที่ติดเชื้อเอชไอวีจำนวน 108 คน อายุระหว่าง 18 ถึง 55 ปี ณ สถานที่ 10 แห่งในสหรัฐอเมริกา โดยได้รับวัคซีน 3 โดส จาก 6 สูตรวัคซีน การฉีดวัคซีน 3 ครั้งด้วยไตรเมอร์ที่ยึดกับเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดแอนติบอดีที่เป็นกลางในผู้เข้าร่วม 80% การตอบสนองปรากฏหลังจากฉีดวัคซีนเข็มที่สอง และเพิ่มขึ้นหลังจากฉีดเข็มที่สาม

แอนติบอดีส่วนหัวในซีรัมยังคงตรวจพบได้หกเดือนหลังการฉีดวัคซีนครั้งสุดท้าย การจับของแอนติบอดีกับเอพิโทปที่ไม่ใช่เป้าหมายมีค่าสูงกว่าในกลุ่มนี้ และความถี่ของเซลล์บีเมมโมรีที่จับกับส่วนที่เป็นกลางของไตรเมอร์ Env ซึ่งมีหน้าที่ในการยึดเกาะและเข้าเซลล์มีค่าสูงกว่า

พบคำเตือนด้านความปลอดภัย: ผู้เข้าร่วม 6.5% มีอาการลมพิษเรื้อรังระดับเล็กน้อยถึงปานกลาง วัคซีนทุกแบบมีความเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์นี้ อาการส่วนใหญ่หายหรือดีขึ้นด้วยยาแก้แพ้ แต่มีผู้เข้าร่วม 2 รายที่มีอาการต่อเนื่องนานกว่า 32 เดือน ลมพิษรุนแรง 1 รายต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลระยะสั้น

ผู้เขียนสรุปได้ว่าวัคซีน mRNA ที่เข้ารหัสไตรเมอร์ HIV ที่ถูกผูกติดกับเยื่อหุ้มเซลล์มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นแอนติบอดีที่เป็นกลางระดับที่สอง (ต้านทาน HIV) การตอบสนองของหน่วยความจำเซลล์ B ที่คงทน และกิจกรรมของเซลล์ T CD4+

แม้ว่าแอนติบอดีที่สร้างขึ้นจะยังคงจำเพาะต่อสายพันธุ์เป็นส่วนใหญ่ แต่ผลการวิจัยทั้งสองฉบับนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาวัคซีนเอชไอวีโดยใช้เทคโนโลยี mRNA จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเพิ่มฤทธิ์ต้านฤทธิ์ของเชื้อเอชไอวี เพื่อให้สามารถป้องกันเชื้อเอชไอวีได้อย่างกว้างขวาง