Исследование показало, как необычная и редкая группа людей, известных как «элитные контролеры», предотвращает размножение ВИЧ в их организме без какого-либо лечения.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), на конец 2019 года во всем мире насчитывалось 38 миллионов человек с ВИЧ- инфекцией. На сегодняшний день вирус унес жизни около 33 миллионов человек.

Попав внутрь клетки-хозяина, ретровирус, такой как ВИЧ, реплицируется путем преобразования своего генетического материала РНК в ДНК и включения его в ДНК клетки-хозяина. Затем вирус захватывает РНК клетки и механизмы, производящие белок, чтобы создавать новые копии самого себя.

Препараты, предотвращающие репликацию ВИЧ, известные как антиретровирусная терапия (АРТ) , оказались весьма успешными в подавлении вируса, что позволило многим людям с ВИЧ жить долгой и здоровой жизнью.

Однако у людей, принимающих АРТ, все еще есть резервуары жизнеспособных копий вирусного генома в ДНК их клеток. Эти «провирусы» повторно активируются, как только лечение прекращается, генерируя новые вирусные частицы.

Между тем, ученым уже давно известно, что около 0,5% людей с ВИЧ каким-то образом подавляют вирус без лечения.

Несмотря на наличие резервуаров жизнеспособного ВИЧ, включенных в ДНК их клеток, эти люди, называемые элитными контролерами, имеют неопределяемые уровни вируса в их кровотоке.

Поиск лечения, имитирующего этот иммунный ответ, было основной целью исследователей ВИЧ, но как именно элитные контролеры подавляют вирус, остается загадкой.

Джин пустыни

Теперь новое исследование обнаружило, что элитные контролеры ограничивают вирусную ДНК теми участками своих хромосом, где гены остаются неактивными, известными как генные пустыни.

В исследовании, проведенном учеными из Института Рагона в Кембридже, Массачусетс, использовались методы секвенирования ДНК следующего поколения для сравнения хромосом 64 элитных контроллеров с хромосомами 41 человека, получающего АРТ.

У всех участников был ВИЧ-1 , тип вируса, который вызывает большинство инфекций во всем мире.

Команда обнаружила большое количество интактных вирусных последовательностей в хромосомах элитных контролеров. Но в этой группе генетический материал был ограничен неактивными областями, где ДНК не транскрибируется в РНК для образования белков.

Исследование опубликовано в недавнем выпуске журнала Nature .

«Такое расположение вирусных геномов у элитных контролеров очень нетипично, - говорит старший автор доктор Сюй Юй. «У подавляющего большинства людей, живущих с ВИЧ-1, ВИЧ находится в активных генах человека, где легко могут производиться вирусы», - объясняет доктор Ю, также доцент медицины Гарвардской медицинской школы.

Исследователи описывают это как механизм «блокировки » для борьбы с вирусами. Вирусная ДНК заблокирована от репликации и эффективно заперта внутри ДНК своего хозяина.

Остающиеся вопросы

Однако как иммунная система элитных контролеров достигает этого эффекта, еще предстоит доказать.

Одна из возможностей состоит в том, что их клетки каким-то образом не позволяют ВИЧ встраивать свою ДНК в активные области их хромосом.

Но когда исследователи вырастили культуры клеток элитных контролеров в лаборатории и заразили их ВИЧ, у вируса не было проблем с интеграцией своей ДНК в активные области.

Это говорит о том, что со временем иммунная система элитных контролеров может просто уничтожить все инфицированные клетки, в которых вирусная ДНК интегрировалась в активные области и генерирует новые копии вируса.

Элитные контролеры создают особенно мощный иммунный ответ на ВИЧ-инфицированные клетки. Единственные оставшиеся клетки могут быть теми, в которых вирус заблокирован , будучи случайным образом интегрированным в генную пустыню.

В сопроводительной статье с комментариями профессор Николас Шомон, микробиолог из Монреальского университета в Квебеке, пишет, что со временем длительная атака иммунной системы может существенно уменьшить запас провирусов ВИЧ у элитных контролеров:

«Это, в свою очередь, предполагает, что иммуноклеточная терапия […] может не только контролировать отскок вируса во время прерывания АРТ, но и сжимать вирусный резервуар до пула глубоко латентных провирусов. Разумеется, предстоит определить, приведет ли это к длительной ремиссии ВИЧ-инфекции ».

Лечение, которое позволяет людям с ВИЧ прекратить прием лекарств, известно как «функциональное лечение», потому что у людей все равно останется ВИЧ в их хромосомах - даже если он заперт в генных пустынях.

Тем не менее, команда обнаружила, что один элитный контролер в их исследовании не имел никакого неповрежденного ВИЧ в более чем 1,5 миллиардах клеток, которые они проанализировали.

Это поднимает теоретическую возможность «стерилизующего лечения», при котором каждый интактный геном ВИЧ был удален. В очень редких случаях это может произойти естественным путем.