Algoritmo Matematico per la ricerca di un Vaccino

[Boyz84]

leggendo tra le diverse notizie mi sono imbattuta in questa, fresca, Fresca...
che ne dici Dora?

Un team del National Institutes of Health (NIH) ha sviluppato un nuovo strumento per identificare «anticorpi ampiamente neutralizzanti» (bNAbs) in grado di prevenire l’infezione da HIV. La ricerca, pubblicata online nella rivista Science, potrebbe aiutare la velocità con cui la ricerca si sta muovendo verso un vaccino contro il virus responsabile dell’AIDS. Gli scienziati hanno studiato a lungo le persone sieropositive che mostrano una grande attività di neutralizzazione del virus per capire come sviluppano anticorpi nel sangue. Tuttavia i metodi finora disponibili per l’analisi di campioni di sangue non erano facilmente in grado di fornire informazioni specifiche. Il team di scienziati del NIH ha ora sviluppato un algoritmo matematico che determina la presenza di bNAbs in un particolare campione di sangue. Il metodo è molto utile quando altre tecniche non sono realizzabili, come ad esempio quando solo una piccola quantità di sangue è disponibile. Secondo i ricercatori, l’approccio potrebbe essere utilizzato anche nello studio delle reazioni umane ad altri agenti patogeni per i quali gli scienziati hanno più informazioni sugli anticorpi neutralizzanti, come nel caso dell’influenza e del virus dell’epatite C.

[skydrake]

Ti prego di postare sempre il link della tua fonte.
Tale notizia credo, ma non ne sono sicuro, penso che abbia origine da tale studio:
http://rsif.royalsocietypublishing.org/ ... 30186.full

Che avevo già visto qualche giorno fa e non avevo reputato abbastanza importante da essere pubblicata qui. Se la fonte é quella, allora, causa il solito gioco del telefono tra agenzie stampa e giornalisti generalisti a zero conoscenze scientifiche, é diventata la solita notizia sul "un nuovo passo straordinario verso il vaccino per l'HIV". Ormai non ne posso più della stampa generalista con i suoi titoloni sensazionisti.
É solo un ingegnere elettronico, con la faccia di un ragazzino, che ha elaborato un modello matematico per stimare i reservoirs (piú di quanto previsto in precedenza) e la subreplicazione virale sotto haart anche a viremia soppressa.
Ma é appunto solo un modello matematico. Occorrono prima esperimenti in vitro, poi in vivo su animali, poi su uomini ecc.

[Boyz84]

Ti prego di postare sempre il link della tua fonte.
Tale notizia credo, ma non ne sono sicuro, penso che abbia origine da tale studio:
http://rsif.royalsocietypublishing.org/ ... 30186.full

Che avevo già visto qualche giorno fa e non avevo reputato abbastanza importante da essere pubblicata qui. Se la fonte é quella, allora, causa il solito gioco del telefono tra agenzie stampa e giornalisti generalisti a zero conoscenze scientifiche, é diventata la solita notizia sul "un nuovo passo straordinario verso il vaccino per l'HIV". Ormai non ne posso più della stampa generalista con i suoi titoloni sensazionisti.
É solo un ingegnere elettronico, con la faccia di un ragazzino, che ha elaborato un modello matematico per stimare i reservoirs (piú di quanto previsto in precedenza) e la subreplicazione virale sotto haart anche a viremia soppressa.
Ma é appunto solo un modello matematico. Occorrono prima esperimenti in vitro, poi in vivo su animali, poi su uomini ecc.

hai ragione sorry per la fonte Sky...
per quel che riguarda la notizia, hai ragione, va presa con le pinze!
ma è bello sapere che si fanno passi avanti anche in matematica per unire le forze ed eradicare il virus.
era questo il senso del post

[Dora]

leggendo tra le diverse notizie mi sono imbattuta in questa, fresca, Fresca...
che ne dici Dora?

Un team del National Institutes of Health (NIH) ha sviluppato un nuovo strumento per identificare «anticorpi ampiamente neutralizzanti» (bNAbs) in grado di prevenire l’infezione da HIV.(...)

Tale notizia credo, ma non ne sono sicuro, penso che abbia origine da tale studio:
http://rsif.royalsocietypublishing.org/ ... 30186.full

Che avevo già visto qualche giorno fa e non avevo reputato abbastanza importante da essere pubblicata qui. Se la fonte é quella, allora, causa il solito gioco del telefono tra agenzie stampa e giornalisti generalisti a zero conoscenze scientifiche, é diventata la solita notizia sul "un nuovo passo straordinario verso il vaccino per l'HIV". Ormai non ne posso più della stampa generalista con i suoi titoloni sensazionisti.
É solo un ingegnere elettronico, con la faccia di un ragazzino, che ha elaborato un modello matematico per stimare i reservoirs (piú di quanto previsto in precedenza) e la subreplicazione virale sotto haart anche a viremia soppressa.
Ma é appunto solo un modello matematico. Occorrono prima esperimenti in vitro, poi in vivo su animali, poi su uomini ecc.

Il caso vuole che siano due i modelli di cui si parla proprio in questi giorni: uno, quello del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) per identificare nuovi bNAbs, che ha segnalato Boyz; e l'altro, quello cui si riferisce Skydrake, che non serve a stimare i reservoir di virus latente, ma a valutare i circoli 2-LTR nel sangue, che possono fungere da segnale della presenza di virus rilasciato da qualche santuario farmacologico (so che è un casino, ma nei santuari il virus non è latente, ma si replica attivamente, solo che si trova in punti dell'organismo come i linfonodi, che vengono raggiunti dagli antiretrovirali con maggior difficoltà - così questa che viene chiamata "replicazione criptica" potrebbe essere una delle fonti di viremia residua pur in presenza di una ART che fa il suo mestiere). Di questo secondo lavoro, abbiamo detto qualcosa con Nordsud un paio di giorni fa qui.

Venendo ora alla segnalazione di Boyz, onestamente non so che dire. Proverò a vedere l'articolo, ma io ho una grande preoccupazione riguardo ai vari super-anticorponi neutralizzanti, perché in chi li possiede naturalmente servono a ben poco.
Dato però che ci sono persone del calibro di Michel Nussenzweig che ci credono tanto da dedicargli la carriera (vedere per esempio il thread Un vaccino per l'HIV?), è evidente che i miei piccoli ragionamenti valgono meno di zero.

[Dora]

Aggiungo solo una malignità: il NIAID ha appena subito una vera catastrofe, perché il suo promettentissimo e costosissimo candidato vaccino preventivo in fase 2 si è rivelato disastroso e il trial è stato interrotto molto malamente (si sono infettati di più i vaccinati che i volontari che avevano ricevuto il placebo - vedere qui). Con più di 77 milioni di dollari e 11 anni di lavoro buttati via, nulla di più facile che, nei prossimi tempi, esalti ai limiti dell'hype qualsiasi ricerca o ricerchina esca dai suoi laboratori.
Attenzione a qualsiasi notizia strabiliante dovesse arrivare da Bethesda, quindi!

[Dora]

che ne dici Dora?

(...) onestamente non so che dire. Proverò a vedere l'articolo, ma io ho una grande preoccupazione riguardo ai vari super-anticorponi neutralizzanti, perché in chi li possiede naturalmente servono a ben poco.
Dato però che ci sono persone del calibro di Michel Nussenzweig che ci credono tanto da dedicargli la carriera (vedere per esempio il thread Un vaccino per l'HIV?), è evidente che i miei piccoli ragionamenti valgono meno di zero.

Eccomi qui.
Ho dato rapidamente un'occhiata all'articolo su Science, che mi pare davvero troppo complicato per parlarne perfino in questa sezione del forum. In compenso, il lavoro di Georgiev e colleghi del NIAID è accompagnato da un commento scritto da James Crowe, che è un immunologo della Vanderbilt University di Nashville, che mi pare aiuti a capire il senso della loro ricerca.
In questo commento, Crowe ricorda come molti virus – e l’HIV è fra questi in massimo grado - presentino un’estrema variabilità nella sequenza e nella struttura delle proteine di superficie, che sono la componente virale che viene attaccata dal sistema dell’immunità umorale. Questo continuo mutare di forma è proprio ciò che consente loro di sfuggire agli anticorpi neutralizzanti e di generare – letteralmente – uno sciame di virus, che vengono chiamati “quasispecie”.

Detto in modo terra-terra, Georgiev e i suoi colleghi sono riusciti a costruire un modello su come avviene la neutralizzazione da parte degli anticorpi nei confronti di un gruppo di 34 diversi ceppi dell’HIV-1. In sostanza, sono riusciti a delineare quelle che hanno chiamato “le impronte digitali della neutralizzazione” di 30 anticorpi neutralizzanti su questo gruppo di 34 varianti di HIV-1 e a dimostrare che impronte digitali simili nella neutralizzazione si correlano con epitopi simili. Cioè, a fronte di uno “sciame” di virus, noi rispondiamo costruendo uno “sciame” di anticorpi.
Da quello che ho capito, riuscendo a far corrispondere specificità degli anticorpi con specificità dei virus, hanno costruito dei modelli di neutralizzazione, che ritengono di poter usare per capire come avvengano le risposte degli anticorpi neutralizzanti nei confronti dei virus.

Veniamo al commento. Secondo Crowe, questo lavoro è utile perché cerca di risolvere il problema di studiare i complessi miscugli di anticorpi che si trovano nel nostro siero per capire le componenti clonali delle risposte immuni, usando insieme i nuovi test che sono stati approntati negli ultimi tempi per isolare gli anticorpi con degli algoritmi matematici.
Sono così riusciti a dimostrare che i modelli di riconoscimento di complesse mescolanze di anticorpi nel siero umano possono essere decostruiti, confrontando la loro reattività a diversi ceppi di HIV-1.



Questo approccio potrebbe aiutarci a definire nei dettagli la base molecolare e strutturale delle risposte degli anticorpi neutralizzanti policlonali e così a facilitare la valutazione dell’immunogenicità dei vaccini contro l’HIV che si vogliono sperimentare.

L’aspetto che Crowe ritiene più interessante di questo lavoro è che ci offre un modo per valutare la qualità e l’ampiezza della risposta anticorpale a nuovi vaccini sperimentali contro l’HIV, suggerendo che la variabilità dell’HIV – finora considerata un problema quasi insuperabile – è trattabile.

Inoltre, da questa ricerca si vede che ciascuna persona fa un po’ storia a sé, perché ciascuno ha un modello di riconoscimento individuale. Questo, secondo Crowe, spiega quello che è stato a lungo considerato un mistero: cioè come i virus possano usare uno o pochi mutamenti di amminoacidi in un singolo epitopo per sfuggire all’attività di neutralizzazione delle risposte anticorpali policlonali dirette verso molti antigeni. L’ipotesi che si può fare è che ciascun individuo abbia un proprio modello di riconoscimento di uno o pochi antigeni, ma non di tutti.

Se la variabilità delle glicoproteine virali fosse infinita, l’immunizzazione sarebbe impossibile. Fortunatamente, invece, è ampia ma non infinita. La proteina envelope di diversi ceppi dell’HIV, per esempio, presenta un’ampia gamma di variazioni della sequenza, ma questa gamma è comunque trattabile mediante tecniche di analisi computerizzate come quelle adottate da Georgiev e colleghi.

Quello che però resta da capire è se siamo capaci di manipolare modelli di riconoscimento da parte della risposta immune impostando un vaccino basato su una struttura razionale.

La conclusione di Crowe è che la rivoluzione nelle tecnologie per trattare gli anticorpi cui stiamo assistendo in questi tempi offre nuovi strumenti per provare a risolvere il problema dell’immunità a patogeni antigenicamente diversi, come l’HIV o l’influenza – e questa è forse la sfida più importante che l’immunologia si trova ad affrontare. Fino ad ora, la vaccinologia è stata una scienza empirica, basata sull’inattivazione o l’attenuazione di organismi. Adesso si sta evolvendo verso dei processi razionali, basati sulla scoperta di sequenze di amminoacidi e nucleotidi su un’ampia scala, sulla determinazione delle strutture e sull’antigenicità. Il convergere di questi processi dovrebbe consentire un certo ottimismo sulla nostra capacità di impostare e sperimentare una nuova generazione di vaccini contro l’HIV.

[skydrake]

Cioè, a fronte di uno “sciame” di virus, noi rispondiamo costruendo uno “sciame” di anticorpi.

Il lavoro é immane. Mediamente avviene una mutazione ogni 5 cicli di replicazione. Stimando che in un paziente medio non sotto haart vi é una produzione giornaliera di più di un miliardo di virioni, implicando 10-100 milioni di cicli di replicazione, ne consegue che ogni giorno la produzione di milioni di virus mutanti:

It is estimated that up to 5 mutations may arise with each replication cycle [5]. The daily production of more than a billion new virions in a typical chronically infected patient implies that the virus undergoes 10–100 million rounds of replication daily, resulting in the rapid generation of viral progeny carrying every possible mutation throughout

Fonte:
http://cid.oxfordjournals.org/content/56/11/1667.full

Se la variabilità delle glicoproteine virali fosse infinita, l’immunizzazione sarebbe impossibile. Fortunatamente, invece, è ampia ma non infinita. La proteina envelope di diversi ceppi dell’HIV, per esempio, presenta un’ampia gamma di variazioni della sequenza, ma questa gamma è comunque trattabile mediante tecniche di analisi computerizzate come quelle adottate da Georgiev e colleghi.

E qui ritorna in ballo la questione degli anticorpi verso parti altamente conservative del virus, parti quasi tutte nascoste dal rivestimento esterno di anonimi zuccheri.
Dunque questa ricerca vuole dimostrare che possono esistere degli anticorpi neutralizzanti, magari da utilizzare "a sciame", ma non ho capito se tale ricerca indica come trovarli.

[Dora]

Se la variabilità delle glicoproteine virali fosse infinita, l’immunizzazione sarebbe impossibile. Fortunatamente, invece, è ampia ma non infinita. La proteina envelope di diversi ceppi dell’HIV, per esempio, presenta un’ampia gamma di variazioni della sequenza, ma questa gamma è comunque trattabile mediante tecniche di analisi computerizzate come quelle adottate da Georgiev e colleghi.

E qui ritorna in ballo la questione degli anticorpi verso parti altamente conservative del virus, parti quasi tutte nascoste dal rivestimento esterno di anonimi zuccheri.
Dunque questa ricerca vuole dimostrare che possono esistere degli anticorpi neutralizzanti, magari da utilizzare "a sciame", ma non ho capito se tale ricerca indica come trovarli.

Ti dico quello che sono riuscita a capire dell'articolo.
Durante un’infezione (o per effetto di una vaccinazione), il sistema immune adattivo genera delle risposte anticorpali policlonali, che riconoscono epitopi multipli. Riuscire a caratterizzare nel siero queste risposte policlonali serve a capire quali epitopi sull’antigene siano immunomodulanti e quali siano l’obiettivo contro cui si scatenano gli anticorpi neutralizzanti specifici contro quel determinato patogeno.
La variabilità genetica dei virus costituisce un meccanismo di evasione dalla risposta immune. Tuttavia, questa stessa variabilità può fornire un mezzo per capire le risposte anticorpali. Infatti – e questa è l’ipotesi su cui è stato costruito il lavoro di Georgiev - è verosimile che gli anticorpi monoclonali che colpiscono lo stesso epitopo su un antigene presentino anche loro una grande variabilità e quindi che i modelli di neutralizzazione che si trovano in un siero policlonale siano un effetto combinato del modo di comportarsi dei diversi anticorpi monoclonali. Se si riuscisse a districare questo garbuglio di effetti, la neutralizzazione del siero potrebbe essere usata per predire la specificità degli anticorpi.
In particolare, Georgiev ha cercato di determinare se quelle che ha chiamato le “impronte digitali della neutralizzazione” degli anticorpi monoclonali contro l’HIV-1 siano un riflesso delle loro specificità contro determinati epitopi.

• To determine whether the neutralization fingerprints of HIV-1 monoclonal antibodies are a reflection of their epitope specificities, we utilized neutralization data for a panel of 34 diverse HIV-1 isolates, for 30 monoclonal antibodies recognizing diverse epitopes on HIV-1 Env, and for two variants of the CD4 receptor. Neutralization fingerprints for antibodies known to target similar epitopes correlated significantly better (Spearman correlation) than fingerprints of antibodies targeting different epitopes.
  (…) Overall, neutralization fingerprints appeared to exhibit sufficient specificity to successfully distinguish between antibodies targeting different epitopes on the same overall site of vulnerability.

Tralascio tutti i dettagli e passo ai risultati (se i dettagli li vuoi vedere, fammelo sapere e ti mando l'articolo).

• These results indicate that clustering of antibodies based on neutralization fingerprints can be an accurate delineator of antibody-epitope specificity.
  To assess whether the neutralization signal from polyclonal sera could be deconvoluted into component-antibody specificities, we analyzed neutralization data for sera from HIV-infected donors. The neutralization fingerprints for all antibodies within a given cluster were used to create a single representative neutralization fingerprint for the cluster, resulting in a reference set of 10 epitope-specific neutralization fingerprints, one for each antibody cluster .
  The neutralization pattern for each serum was taken to be a linear combination of the reference-set fingerprints, resulting in an estimate of the relative contribution to serum neutralization (i.e., neutralization prevalence) of the respective component antibody specificities (…).
  For most sera, multiple specificities were predicted —as might be expected from the polyclonal nature of sera. To evaluate the neutralization-based serum-epitope predictions, we compared them with component-antibody epitopes determined by other experimental means.
  (…)The neutralization-based method for delineating component-antibody epitopes was thus successful in identifying major antibody responses for sera with confirmed specificities.
  Next, we applied our method to prospectively delineate specificities for sera from 21 HIV-1–infected donors and compared the results to (standard) experimental serum mapping data.

Conclusioni:

• Analysis of sera from HIV-1–infected donors and, more recently, from SHIV-infected macaques is revolutionizing our understanding of the ability of the humoral immune system to recognize and to neutralize HIV-1. Such analysis generally begins with an assessment of serum neutralization on small or moderately sized virus panels and then proceeds with epitope mapping and monoclonal antibody isolation.
  The ability to delineate component antibody neutralization specificities directly from serum-neutralization data potentially transforms this process, by providing a computational shortcut for procedures of standard epitope mapping, monoclonal antibody isolation, and crystal structure determination of the epitope.
  Such a short-cut should afford a more rapid and less arduous delineation of serum component–antibody epitopes and may be especially useful for studies in which sample volumes are limited.
  Two developments have been key to the success of the method and are likely to work synergistically to improve such neutralization-based delineation.
  First, application of robotic technology to neutralization assessment has made data from HIV-1–neutralization panels easier to obtain.
  Second, advances in monoclonal antibody identification have allowed for the recent isolation of many effective HIV-neutralizing antibodies, and structural analysis has delineated their sites of recognition; although currently identified sites are likely to dominate the neutralizing antibody response, highly effective antibodies against unknown and/or less-wellcharacterized epitopes continue to be identified.
  Generally, epitope delineation based on neutralization fingerprints may provide a transformative strategy for screening sera or characterizing antibody specificities induced upon infection or vaccination against HIV-1 as well as other viruses.

[nordsud]

Su Aidsmeds c'è un post riferito ad un articolo apparso da qualche parte. Riporto quando segue:

http://forums.poz.com/index.php?topic=48733.0

Broadly neutralizing HIV antibodies were originally discovered in some HIV-positive people. But it usually takes two to three years after infection before they’re produced, the paper said. By then, the virus is firmly established.

A vaccine that produces broadly neutralizing antibodies in the uninfected might be able to block HIV before it gets a foothold, the study said. It said the most promising approach could be to put the various antibody-provoking regions, called epitopes, on microscopic scaffolds that prominently display them so the immune system can recognize them.


Scrivono che alcuni riescono a sviluppare degli anticorpi neutralizzanti dopo 2 o 3 anni dall'infezione quando è ovviamente stabilita. Sono tonto io o c'è qualcosa di "metafisico" in questa considerazione ?
Se sviluppano ( hanno detto così ) questi anticorpi neutralizzanti non dovrebbe proprio esserci più una viremia RILEVABILE. Da quello che mi risulta mai nessun HIV+ infetto riesce ad avere una viremia irrilevabile grazie ai propri anticorpi ( sarebbe la guarigione o qualcosa di similare ). Certamente ci sono gli elite control.. ma ahimè non hanno ancora ben capito se riescano ad avere viremia irrilevabile ( non so se devo prendere per buone tutte le convinzioni che mi sono fatto negli anni ) in vritù di un virus "cretino" oppure i T killer diabolici o altro.
Comunque sia se sono rose fioriranno e nel caso del vaccino la fioritura impiegherà come sempre i soliti 10-15 anni.

[Boyz84]

Su Aidsmeds c'è un post riferito ad un articolo apparso da qualche parte. Riporto quando segue:

http://forums.poz.com/index.php?topic=48733.0

Broadly neutralizing HIV antibodies were originally discovered in some HIV-positive people. But it usually takes two to three years after infection before they’re produced, the paper said. By then, the virus is firmly established.

A vaccine that produces broadly neutralizing antibodies in the uninfected might be able to block HIV before it gets a foothold, the study said. It said the most promising approach could be to put the various antibody-provoking regions, called epitopes, on microscopic scaffolds that prominently display them so the immune system can recognize them.


Scrivono che alcuni riescono a sviluppare degli anticorpi neutralizzanti dopo 2 o 3 anni dall'infezione quando è ovviamente stabilita. Sono tonto io o c'è qualcosa di "metafisico" in questa considerazione ?
Se sviluppano ( hanno detto così ) questi anticorpi neutralizzanti non dovrebbe proprio esserci più una viremia RILEVABILE. Da quello che mi risulta mai nessun HIV+ infetto riesce ad avere una viremia irrilevabile grazie ai propri anticorpi ( sarebbe la guarigione o qualcosa di similare ). Certamente ci sono gli elite control.. ma ahimè non hanno ancora ben capito se riescano ad avere viremia irrilevabile ( non so se devo prendere per buone tutte le convinzioni che mi sono fatto negli anni ) in vritù di un virus "cretino" oppure i T killer diabolici o altro.
Comunque sia se sono rose fioriranno e nel caso del vaccino la fioritura impiegherà come sempre i soliti 10-15 anni.

NordSud io son più ottimista... si è passati da "non è possibile trovare un vaccino neutrallizzante" ad "un vaccino potrà esserci" ad un "Siamo vicini alla cura" seppur spesso nella storia le convinzioni non corrispondono poi alla realizzazione vera e propria, troppe voci si uniscono al coro o son tutti pazzi oppure un fondo di realtà c'è...