1.7 миллионов. Вот сколько людей заражается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) ежегодно во всем мире. 1.7 миллионов человек, приговоренных к пожизненной антиретровирусной терапии (АРТ) или рискующих заболеть СПИДом со смертельным исходом . Из 37.9 миллионов человек, живущих с ВИЧ (ЛЖВ), 22.3 миллиона человек имеют доступ к АРТ, что позволяет им вести почти нормальную жизнь. К сожалению, лекарства идут только так далеко: они не достигают клеток, где вирус находится в спящем состоянии годами. Более того, потенциальные долгосрочные побочные эффекты этих препаратов остаются неизвестными.
Тем не менее, исследования в области ВИЧ неуклонно продвигаются вперед, чтобы помочь большому количеству ЛЖВ. Лаборатории ВИЧ по всему миру пытаются разблокировать "секреты" вируса и найти его слабые места, чтобы предотвратить или вылечить инфекцию. В Монреальском институте клинических исследований (IRCM) ученые Эрик А. Коэн и Tram NQ Pham недавно определили способ предотвратить заражение ВИЧ на самых ранних стадиях. Их открытию посвящена статья в научном журнале Cell Reports.
Окно уязвимости: несколько решающих первых дней
"Вопреки распространенному мнению, ВИЧ не так легко передается," говорит Эрик Коэн, директор отдела исследований ретровирологии человека в IRCM и профессор вирусологии кафедры микробиологии, инфекционных заболеваний и иммунологии Университета Монреаля. "Мы изучаем окно уязвимости вируса, то есть моменты в процессе заражения, когда он может быть ослаблен или атакован. Мы сосредоточились на самых ранних стадиях вирусного вторжения."
После передачи ВИЧ не распространяется сразу по организму. Первоначально он должен размножаться локально, в основном в тканях половых органов. Только после этого первоначального локального распространения вирус распространяется. Это локализованное расширение предлагает очень короткое окно уязвимости, прежде чем вирус эффективно установит системное заражение.
Иммунный ответ похож на вооруженную борьбу: враг проникает, а тело защищается. Вирусы – это злоумышленники, а белые кровяные тельца – это солдаты, пытающиеся удержать форт. Белые кровяные тельца оснащены собственными "пехотные части": лимфоциты, фагоциты, гранулоциты и др. Группа фагоцитов имеет еще более специализированную единицу, известную как «плазмацитоидные дендритные клетки» (PDC). Эти маленькие клетки круглой формы патрулируют организм, специализируясь как на обнаружении патогенов, так и на оркестровке противовирусного ответа. Другими словами, они информаторы, те, через которые приводится в действие весь процесс защиты. Когда они обнаруживают угрозу, они меняют форму и развивают выпуклости, называемые дендритами. "Что наиболее важно, они начинают вырабатывать большое количество интерферона, белка, который вызывает состояние устойчивости к инфекции в других клетках," Коэн объяснил.
Как следует из названия, ВИЧ преимущественно нацелен на иммунную систему: он атакует и ослабляет собственные защитные силы организма, и инфицированный человек становится восприимчивым к малейшей инфекции. Как только он появляется, ВИЧ убирает PDC с пути и не дает им бить тревогу. "Кажется, что вирус не убивает их напрямую, но заставляет их исчезнуть так, как это до сих пор не понятно," сказал Фам, старший научный сотрудник отдела исследований ретровирологии человека. "Потеря PDC как из очага инфекции, так и по всему телу помогает установить инфекцию."
Гуманизированная модель мыши для борьбы с ВИЧ-инфекцией
"Учитывая, что ВИЧ делает с PDC, мы задавались вопросом, что произойдет, если мы повысим уровни PDC и их функцию как до, так и во время инфекции," сказал Коэн. Чтобы проверить это, ученые использовали специальный белок, известный как лиганд рецептора Flt3, для стимуляции производства PDC из костного мозга гуманизированных мышей. Эти грызуны созданы, чтобы иметь иммунную систему человека вместо собственного механизма мыши. Следовательно, у инфицированной гуманизированной мыши ВИЧ ведет себя так же, как и у человека-хозяина.
Введение этого особого белка поддерживало высокие уровни PDC у этих мышей и дало поразительные результаты: 1) первоначальное количество инфицированных мышей было уменьшено; 2) увеличилось время, необходимое для обнаружения вируса в крови; и 3) количество вируса в крови, также известное как виремия, было значительно снижено. "Наблюдали снижение виремии до 100 раз," Фам отметил. "Другими словами, первоначальное заражение подавляется за счет поддержания высокого уровня PDC."
Значение для разработки вакцины
Эта основополагающая работа также показала, что инъекция лиганда рецептора Flt3 не только увеличивала количество PDC, но также усиливала их способность обнаруживать вирус и продуцировать интерферон после его обнаружения.
Конечно, ВИЧ-инфекция обычно остается незамеченной, и к тому времени, когда виремия обнаруживается, уже слишком поздно. В этом контексте открытие Коэна и Фама очень важно с точки зрения профилактики и потенциального лечения. "Эти новые открытия будут иметь решающее значение при разработке вакцины против ВИЧ, которая в основном нацелена на обучение иммунной системе самозащиты путем введения ее в ослабленную форму вируса," сказал Коэн. "Теперь мы можем сосредоточиться на PDC, чтобы контролировать посев и распространение вируса на ранней стадии заражения."