Modell zur Vorhersage der Wirkung einer Antikörperbehandlung bei HIV-Infektion entwickelt

Die Dosierung von breit neutralisierenden Antikörpern bestimmt die Fähigkeit zur Virusvermehrung

30.07.2021 - Deutschland

Eine Forschungskooperation unter Kölner Beteiligung hat einen Weg gefunden, die Wirkung von breit neutralisierenden Antikörpern (bnAbs) auf die Wachstumsrate von HIV-1 vorherzusagen. Die Ergebnisse sind wichtig, um alternative immunvermittelte Therapien für HIV-Infektionen zu verbessern. Die neuen Erkenntnisse sind das Ergebnis einer Zusammenarbeit von Wissenschaftler:innen des Instituts für Biologische Physik der Universität zu Köln und des Instituts für Virologie der Uniklinik Köln. Der Artikel 'Predicting in vivo escape dynamics of HIV-1 from a broadly neutralizing antibody' ist in den Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen.

Photo by Candace Mathers on Unsplash

Bei der Kontrolle der HIV-Infektion wurden bereits große Fortschritte erzielt. Allerdings müssen HIV-infizierte Patienten eine strenge Behandlung einhalten, die die tägliche Einnahme einer Kombination von Medikamenten zur Unterdrückung der viralen Ausbreitung beinhaltet. Die außergewöhnliche Fähigkeit von HIV, sich weiterzuentwickeln, kann die Behandlung zusätzlich erschweren.

Ein neuer Ansatz mit dem Potenzial, die Behandlung und Prävention von HIV-Infektionen zu verbessern, sind breit neutralisierende Antikörper (bnAbs), die das Virus erkennen und seine Nachbildung blockieren können. Das Virus kann jedoch Veränderungen an seinem Oberflächenprotein vornehmen, die es ihm ermöglichen, sich der Erkennung durch den Antikörper zu entziehen.

BnAbs binden das Oberflächenprotein von HIV und hindern dadurch das Virus am Eindringen in seine Zielzellen. Wenn sich HIV jedoch weiterentwickelt, um Antikörpern zu entgehen, kann dieser Vorteil einen Preis haben. „Unsere Hypothese war, dass jede Variante, die der Erkennung entgeht, sich dann langsamer repliziert als die Wildtyp-Variante in einer Umgebung ohne Antikörper. Die Verringerung der Wachstumsrate der sogenannten Escape-Variante ist der Preis für das Entkommen", sagt der Doktorand und Erstautor Matthijs Meijers aus dem Labor von Professor Michael Lässig am Institut für Biologische Physik.

Durch die Analyse von Daten aus einer klinischen bnAb-Studie, die an der Uniklinik Köln und der Rockefeller University (New York, USA) durchgeführt wurde, fanden die Forscher:innen heraus, dass es in der Tat einen Kompromiss zwischen der Resistenz gegen bnAbs auf der einen Seite und der reduzierten Fähigkeit zur Replikation auf der anderen Seite gibt. Die in verschiedenen Individuen beobachteten Escape-Varianten zeigen ein bemerkenswert ähnliches Verhalten: Ihre Wachstumsrate scheint nicht wesentlich vom genomischen Hintergrund des Virus abzuhängen, der in jedem Individuum anders ist. Vielmehr hängt sie von zwei Fitnessfaktoren ab: der Antikörperdosis und der Viruslast. Daher konnten die Forscher die Fluchtdynamik von HIV-1 im Verlauf einer bnAb-Therapie vorhersagen.

Das Verständnis darüber, wie HIV einem bnAb entkommt, kann helfen, optimale Therapieprotokolle zu entwerfen. „Die Vorhersage der evolutionären Reaktion des Virus ist ein Schritt in Richtung Kontrolle der viralen Infektion", so Professor Michael Lässig.

Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft

Meistgelesene News

Weitere News von unseren anderen Portalen

Revolutioniert künstliche Intelligenz die Life Sciences?

Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten

Themenwelt Antikörper

Antikörper sind spezialisierte Moleküle unseres Immunsystems, die gezielt Krankheitserreger oder körperfremde Substanzen erkennen und neutralisieren können. Die Antikörperforschung in Biotech und Pharma hat dieses natürliche Abwehrpotenzial erkannt und arbeitet intensiv daran, es therapeutisch nutzbar zu machen. Von monoklonalen Antikörpern, die gegen Krebs oder Autoimmunerkrankungen eingesetzt werden, bis hin zu Antikörper-Drug-Konjugaten, die Medikamente gezielt zu Krankheitszellen transportieren – die Möglichkeiten sind enorm.

Themenwelt anzeigen

Themenwelt Antikörper

Antikörper sind spezialisierte Moleküle unseres Immunsystems, die gezielt Krankheitserreger oder körperfremde Substanzen erkennen und neutralisieren können. Die Antikörperforschung in Biotech und Pharma hat dieses natürliche Abwehrpotenzial erkannt und arbeitet intensiv daran, es therapeutisch nutzbar zu machen. Von monoklonalen Antikörpern, die gegen Krebs oder Autoimmunerkrankungen eingesetzt werden, bis hin zu Antikörper-Drug-Konjugaten, die Medikamente gezielt zu Krankheitszellen transportieren – die Möglichkeiten sind enorm.