Изследователите са открили молекулярния механизъм, залегнал в решението на ХИВ да остане в активно или спящо състояние. Това може да доведе до нови терапии, които действат чрез запазване на вируса в състояние на падане за постоянно.
Изследването, водено от екип от институтите "Гладстон" в Сан Франциско, Калифорния, се съдържа в доклад, публикуван в списанието.
Констатациите могат също така да обяснят решенията за клетъчна съдба, които се случват другаде в биологията – като как стволовите клетки решават дали да останат като стволови клетки или да се разграничат в специализирани клетки, включително мозъчни или сърдечни клетки, когато се разделят.
Старшият изследовател проф. Леор С. Уайнбъргър, директор на Центъра за клетъчни вериги в институтите Гладстоун, сравнява процеса на това как "хеджираме нашите залози", когато вземаме решения за финансови инвестиции.
За да "предпазим от нестабилност на пазара", можем да изберем да поставим някои фондове в високорискови запаси с потенциално високи добиви, а останалите в нискорискови опции с нисък добив.
"По същия начин", обяснява той, "ХИВ обхваща основите си в летлива среда, като генерира активни и латентни инфекции".
ХИВ-латентен резервоар
След като влезе в човешкото тяло, ХИВ вмъква своя генетичен материал в ДНК на "гостоприемните" имунни клетки. Това позволява на ХИВ да принуди машината на клетката да прави копия на вируса.
Въпреки това, някои HIV-инфектирани имунни клетки навлизат в латентно състояние или в латентно състояние и няма да причиняват нов вирус. ХИВ може да се скрие в този "латентен резервоар" за дълго време.
Текущите ХИВ лечения са високо ефективни при намаляване на количеството на активния вирус в организма. Въпреки това, те не са толкова добри в борбата със СПИН, който може да се реактивизира веднага след спиране на лечението. Това е една от основните причини, поради които все още не можем да лекуваме ХИВ.
В предишна работа проф. Уайнбъргър и колегите му показаха, че латентността на ХИВ "не е случайност", а умишлена "тактика за оцеляване".
Тактиката е "еволюционно благоприятна за вируса", защото в местата, където ХИВ за първи път влезе в тялото, няма много имунни клетки, които да нахлуят в нея, и ако ги убие всички, ако са напълно активни, няма да остане извършват инфекцията.
ХИВ използва "шума на генната експресия"
Чрез поставянето на някои от клетките, които нахлува в латентно състояние, ХИВ гарантира, че активирането може да изчака, докато тези клетки бъдат пренесени в тъкан, където има много повече целеви клетки, като по този начин се гарантира по-голяма възможност за оцеляване и продължаваща инфекция.
Екипът установи, че ХИВ може да генерира активно или спящо състояние, като се възползва от нормално явление вътре в клетките, което се нарича "произволни колебания в генното изразяване".
Поради случайни колебания в генната експресия, които учените наричат "шум", две клетки с точно същата генетична формула могат да произвеждат различни количества от същия протеин. Разликата може да бъде достатъчна, за да повлияе на "функцията и съдбата" на клетката.
ХИВ експресира своите гени вътре в клетката-гостоприемник, като използва механизъм, наречен "алтернативно снаждане", който му позволява да изреже генетичния си материал и да го сглоби в различни аранжименти.
Неефективно генно снаждане
В изследването си изследователите наблюдаваха отделни клетки, инфектирани с ХИВ. Те открили, че вирусът използва тип снаждане, за да контролира случаен шум, за да реши съдбата на клетката-гостоприемник – дали да бъде активен или спящ.
"Открихме", казва авторът на съвместното изследване д-р Maike Hansen, изследовател в групата на проф. Weinberger, "че ХИВ използва особено неефективна форма на снаждане за контрол на шума".
"Изненадващо, ако тя работи ефективно", продължава тя, "този механизъм ще произвежда много по-малко активен вирус. Но, изглежда, губи енергия чрез неефективен процес, ХИВ може всъщност да контролира по-добре решението си да остане активен".
С помощта на моделирането, генетиката и инструментите за обработка на изображения екипът успя да идентифицира за първи път етапа на жизнения цикъл на ХИВ, при който се сблъска слепването.
Те открили, че неефективното снаждане се получава не по време на транскрипцията – както се смяташе преди това – а след това.
Транскрипцията е процесът, чрез който инструкциите, съхранявани в ДНК, се копират в РНК, за да се каже на клетъчната машина какво да прави или кои протеини да правят.
Екипът заключава, че наличието на неефективен процес на снаждане е от жизненоважно значение за оцеляването на вируса и че подобряването на неговата ефективност може да бъде начин да го победим, като го държим постоянно в латентно състояние.
– Схемата за снаждане може да ни даде възможност да терапевтично атакуваме вируса по различен начин.
Проф. Леор С. Уайнбъргър
