Новое исследование предполагает, что генетический переключатель, который заставляет латентный ВИЧ внутри клеток начать репликацию, можно манипулировать, чтобы полностью искоренить вирус в организме человека. Клетки, несущие латентный ВИЧ, являются "невидимый" к естественной защите иммунной системы.
Результаты, которые указывают на возможное излечение от ВИЧ, опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Во время инфекции ДНК ВИЧ проникает в ядро клетки-хозяина и интегрируется в геном хозяина. Цепь гена Tat является ключевой частью ДНК ВИЧ, которая контролирует транскрипцию и активацию гена ВИЧ. При активации он инициирует захват механизма клетки, чтобы произвести новые копии вируса ВИЧ, которые в конечном итоге вырвутся из клетки и заразят соседние клетки. ВИЧ-специфические иммунные эффекторные клетки убивают клетки, инфицированные ВИЧ, но только тогда, когда клетки используются для производства большего количества вируса, что означает включение генной цепи Tat. В латентно инфицированных клетках цепь гена Tat отключена, и клетка продолжает заниматься своими обычными делами, в то же время неся покоящийся ВИЧ.
"Нацеливая цепь генов Tat с помощью лекарств или небольших молекул для ее активации, мы могли бы заставить латентно инфицированные клетки начать производить больше вируса, а затем они могут быть уничтожены иммунной системой," сказал Цзе Лян, профессор биоинженерии Ричарда и Лоан Хилл из Университета Иллинойса в Чикагском инженерном колледже и ведущий автор статьи. Пока нет лекарств, успешно нацеленных на эту цепь.
Люди, инфицированные вирусом ВИЧ, могут жить относительно нормальной жизнью с чрезвычайно низкой или даже неопределяемой вирусной нагрузкой благодаря мощным антиретровирусным препаратам, которые подавляют репликацию вируса. Но даже у людей, у которых вирус не обнаруживается, это не значит, что он полностью отсутствует. Вирус ВИЧ может скрываться в клетках в инактивированном состоянии, что означает, что он не размножается активно.
Это ужасная ситуация, которая делает пожизненную антиретровирусную терапию единственным вариантом для ВИЧ-инфицированных пациентов.
"Вывести латентно инфицированные клетки из латентного периода крайне сложно," Лян сказал.
Методы, разработанные для реактивации латентных ВИЧ-инфицированных клеток, чтобы они стали восприимчивыми к естественному иммунному ответу организма или к лекарственной терапии, дали неоднозначные результаты – в основном потому, что метод, известный как "шокировать и убить," полагается на класс препаратов, называемых ингибиторами HDAC, которые имеют серьезные побочные эффекты.
"Нам необходимо лучше понять механизмы, регулирующие латентный период ВИЧ, чтобы мы могли определить новые возможности для вмешательства и разработать лучшие лекарства, которые могут либо блокировать вирусные частицы в латентном состоянии, либо убивать латентные клетки, либо и то, и другое," Лян сказал.
Цепь гена Tat имеет случайную вероятность быть активным или неактивным, и переключение с неактивного на активный может произойти спонтанно. "В ВИЧ-инфицированных клетках реактивация цепи гена Tat все еще является очень редким явлением," Лян сказал.
Лян и его коллеги разработали передовые вычислительные алгоритмы для изучения генной цепи Tat в различных условиях.
"Используя различные модели и алгоритмы, мы смогли точно составить карту «вероятностного ландшафта» клеточных реакций, которые могут повлиять на реактивацию генной цепи Tat, и наши результаты предлагают новые способы воздействия на латентные клетки, которые могут привести к искоренению вируса ВИЧ из хозяин," Лян сказал.
Лян и его коллеги определили способы манипулирования генной цепью Tat таким образом, чтобы "шокировать и убить" техника была бы более эффективной. Они также посмотрели на "блокировать и блокировать" стратегия, при которой латентные вирусные частицы блокируются в латентном состоянии, постоянно блокируя активацию генной цепи Tat.
"Наши результаты показывают, что, контролируя латентный период ВИЧ посредством манипуляции с цепью генов Tat, можно определить эффективные терапевтические стратегии, которые в один прекрасный день предоставят лекарство от ВИЧ," Лян сказал.