Сьюки Хейзелвуд – Пекселс/Муфид Меджнун – Unsplash
На 12-й конференции Международного общества по борьбе со СПИДом, посвященной науке о ВИЧ (IAS 2023) в Брисбене, были представлены два новых препарата для лечения ВИЧ-инфекции под названием BH3-миметики. Они могут способствовать излечению от ВИЧ, уничтожая долгоживущие клетки, которые содержат гены ВИЧ в своей ДНК. Примечательно, что венетоклакс (Venclexta) и обатоклакс уничтожали только клетки, содержащие неповрежденную ДНК, способную давать начало новым вирусам, и не удаляли клетки, содержащие дефектную, безвредную ДНК.
В рамках исследований по лечению ВИЧ был исследован ряд лекарств и методов лечения из противоракового арсенала, таких как ингибиторы HDAC, ингибиторы PD-1 и терапевтические вакцины. (И, конечно, в шести успешных случаях на сегодняшний день использовалась радикальная терапия рака с помощью трансплантации стволовых клеток (костного мозга).)
Это не случайно: и рак, и СПИД являются конечным результатом мутаций в ДНК некоторых наших клеток. В случае рака они возникают в ДНК хозяина, а при ВИЧ-инфекции они вводятся вирусом, но и то, и другое является результатом действия “чужих генов” (некоторые другие вирусы, такие как ВПЧ, непосредственно вызывают рак).
У лекарств от рака и ВИЧ есть еще одно общее свойство. Они сложны, потому что иммунной системе сложнее “увидеть” раковые и ВИЧ-инфицированные клетки-резервуары, поскольку они не подают большинства очевидных сигналов бедствия, которые обычно подают инфицированные вирусом клетки. Препараты, которые специфически воздействуют на ВИЧ-инфицированные клетки, значительно приблизили бы нас к излечению.
В случае с миметиками BH3 исследователи из HIV cure заметили сходство между раковыми клетками и клетками-резервуарами ВИЧ в том, что и те, и другие, похоже, ‘бессмертны’. По-видимому, что-то мешает им проходить нормальную и необходимую “обрезку” клеток, называемую апоптозом, который убивает клетки, утратившие свою полезность или старение которых может привести к сбоям в работе.
Уже было известно, что бессмертие некоторых раковых клеток зависит от белков, принадлежащих к семейству под названием BCL-2, которые отключают процесс апоптоза. Белки BCL-2 необходимы для роста и заживления, когда это необходимо, но их в избытке в раковых клетках. Впервые они были обнаружены при В-клеточной лимфоме, отсюда и название.
Обычно активность белков BCL-2 регулируется представителями того же семейства, называемыми белками BAX, которые действуют как их “анти-я” – проникают в щель в BCL-2 и “блокируют” антиапоптотическое действие белка. Исследователи рака обнаружили класс небольших молекул, называемых миметиками BH3, которые встраиваются в белки BCL-2 в том же месте, что и BAX (это называется гидрофобным карманом номер три в BCL-2, отсюда и BH3).
Предполагая, что ВИЧ-инфицированные клетки становятся долгоживущими клетками-резервуарами, которые избегают иммунного контроля из-за действия BCL-2, исследователи хотели выяснить, могут ли миметики BH3 нарушить этот процесс.
Венетоклакс
Венетоклакс продвинулся в исследованиях дальше всех, поскольку он уже является лицензированным средством для лечения определенных видов лейкемии под торговыми марками Venclexta и Venclyxto, и, таким образом, устранил препятствия с точки зрения безопасности.
Доктор Филип Аранджелович из Австралийского института медицинских исследований имени Уолтера и Элизы Холл представил результаты исследования венетоклакса на 14 мышах, “гуманизированных” таким образом, чтобы их иммунная система была восприимчива к ВИЧ-инфекции.
Мышей заразили ВИЧ, а затем поместили на антиретровирусную терапию трех классов (тенофовир/эмтрицитабин/рилпивирин/ралтегравир). Как и в случае с людьми, им потребовалось около месяца, чтобы полностью подавить вирус. В течение семи недель, пока они продолжали получать АРТ, восемь из них получали венетоклакс, а шесть – плацебо. Они проводились раз в пять дней, с перерывом в два дня, а также с перерывом в неделю в середине. Это было сделано для того, чтобы по возможности избежать непереносимости; цитотоксические препараты, такие как миметики BH3, почти неизбежно имеют некоторые побочные эффекты, включая общее снижение уровня всех клеточных компонентов крови (панцитопения).
“Это говорит о том, что венетоклакс делает гораздо больше, чем просто без разбора уничтожает клеточную вирусную ДНК”.
После последней дозы венетоклакса мышам была отменена АРТ. Вирусная нагрузка на ВИЧ у гуманизированных мышей обычно восстанавливается очень быстро (у них меньше клеток для повторного заражения), и у всех животных, получавших плацебо, вирусная нагрузка определялась в течение недели. У мышей, получавших венетоклакс, восстановление было более медленным – у одной оно наступило через неделю, у пяти – через две недели и у двух – через три недели.
То же самое исследование было повторено с венетоклаксом и другим препаратом под названием S63145, ингибитором другого подавителя апоптоза под названием MCL-1 (обнаруженного при другом виде рака – миелоидно-клеточном лейкозе). Дополнительный препарат сам по себе ничего не дал, но когда эти два препарата объединили и дали четырем мышам, у двух из них вирусологический эффект восстановился через две недели, а у двух других – только через четыре недели (таким образом, среднее время восстановления составило две недели для одного препарата, но три недели для обоих).
В тестах “ex vivo” ДНК-позитивные клетки CD4 были взяты у 10 человек с ВИЧ и культивированы в лабораторных условиях вместе с тремя различными дозами венетоклакса (5, 10 или 100 наномолей) или с неактивным веществом диметилсульфоксидом (ДМСО). Анализ ДНК позволил определить общее количество ДНК ВИЧ, интактной ДНК, способной образовывать новые вирусы, и дефектной ДНК.
При самой высокой дозе венетоклакса общее количество ДНК уменьшалось по сравнению с клетками, обработанными ДМСО, на 61%, а количество интактной ДНК – на 42%. Первый результат был статистически значимым (р=0,031), второй результат был не совсем таким (р=0,064, где 0,05 – общепринятый верхний предел статистической вероятности, или менее одного шанса из 20, что это случайное открытие). Напротив, количество дефектной ДНК в клетках вообще не уменьшалось.
Это последнее открытие является наиболее интересным, поскольку оно предполагает, что венетоклакс делает гораздо больше, чем просто без разбора уничтожает клеточную вирусную ДНК. Это говорит о том, что, избирательно ингибируя BCL-2 в клетках, содержащих его слишком много, он также избирательно выделяет только те иммунные клетки, которые содержат жизнеспособную ДНК ВИЧ, и игнорирует клетки, содержащие только ее фрагменты. Эта способность воздействовать на активные или потенциально поражаемые клетки-резервуары является одним из важнейших требований к наиболее эффективным и масштабируемым методам лечения ВИЧ.
Obatoclax – и другие
Второе лабораторное исследование, представленное на IAS 2023, показало, что венетоклакс, возможно, не является самым мощным миметиком BH3 с точки зрения лечения ВИЧ. Обатоклакс является еще одним представителем семейства препаратов, имитирующих BH3, и является ингибитором как BCL-2, так и MCL-1. Препарат принадлежит Teva Pharmaceuticals и находится в стадии исследования на предмет лейкемии и лимфомы, но еще не лицензирован.
Доктор Стивен Юкл (Steven Yukl) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско взял клетки CD4 у девяти доноров, живущих с ВИЧ, и культивировал их в течение шести дней, используя либо стандартную АРТ плюс ДМСО в качестве буфера, либо ДМСО плюс набор из 10 препаратов с иммуномодулирующим действием, большинство из которых использовались при лечении рака, но обладают разнообразными механизмами действия.
К ним относятся:
- Обатоклакс.
- Сапанизертиб, препарат, который в настоящее время проходит испытания для лечения широкого спектра видов рака и который связан с известным противовоспалительным препаратом сиролимусом.
- Бортезомиб (Velcade) – препарат, который лишает раковые клетки возможности выделять отходы жизнедеятельности, тем самым отравляя клетку.
- Биринапант – испытываемый препарат для лечения рака молочной железы, который имитирует SMAC, антагонист другого семейства антиапоптозных белков, называемых IAPs.
- Ниволумаб (Opdivo) – один из многих препаратов на основе моноклональных антител, которые произвели революцию в лечении рака. Ингибитор PD-1 не позволяет клеткам “прятаться” от иммунной системы, переходя в латентное состояние.
- Везатолимод – противовирусный, а не противоопухолевый препарат, который вызывает сильную иммунную реакцию на вирусы, включая ВИЧ, гепатит В и, возможно, ротавирус. Он находится в стадии исследования Gilead Sciences.
- Ацитретин (Сориатан) – иммуномодулирующий препарат, лицензированный для лечения псориаза.
- Оранофин (Ridaura) – золотосодержащий противовоспалительный препарат, используемый для лечения ревматоидного артрита. С 2011 года проводится исследование на предмет его способности уменьшать скрытый резервуар клеток ВИЧ.
- Интерферон-альфа и интерферон-гамма – два типа семейства белков, вырабатываемых врожденной иммунной системой организма в качестве первой линии защиты от инфекций. Для лечения рака и вирусных инфекций используется множество различных препаратов искусственного интерферона-альфа. Гамма-интерферон – это скорее цитокин, вещество, которое управляет активностью других звеньев иммунной системы и используется, например, в качестве индикатора иммуногенности вакцин.
Результаты, полученные в исследовании venetoclax, интересно отличались от результатов, полученных в исследовании. Обатоклакс этого не сделал уменьшал общее количество ДНК в образцах клеток – и ни один из других препаратов этого не делал (обатоклакс действительно уменьшал общее количество ДНК на 25%, но это не было статистически значимым). Но это значительно уменьшило количество неповрежденной вирусной ДНК в образцах клеток, в среднем на 83%.
Obatoclax также показал наиболее стабильные результаты. Количество интактной вирусной ДНК в клетках некоторых пациентов, получавших обатоклакс, а также ауранофин, интерферон–альфа, биринапант, бортезомиб и сапанизертиб, сократилось до нуля. Но при применении всех препаратов, за исключением обатоклакса, количество обнаруживаемой вирусной ДНК в клетках некоторых пациентов действительно возросло, а в некоторых случаях значительно, на 50-200%, что напоминает нам о том, что иммуномодулирующие препараты могут вызывать парадоксальные эффекты. Напротив, ни в одной из клеток, обработанных препаратом обатоклакс, не наблюдалось увеличения содержания интактной ДНК, хотя в трех случаях снижение содержания интактной ДНК составило менее 50%, а в одном случае – только 20%.
Одно из возможных предостережений в отношении обатоклакса заключается в том, что его безопасность еще не была полностью оценена. Хотя ни один препарат не вызывал серьезной клеточной токсичности, при применении обатоклакса (и ауранофина) наблюдались незначительные ее признаки, и дозы лабораторных препаратов были снижены, что, по-видимому, не сильно снизило эффективность обатоклакса.
Как и в случае с венетоклаксом, обатоклакс интересен тем, что он, по-видимому, способен давать результаты, позволяющие отличить неповрежденную вирусную ДНК от безвредной, дефектной ДНК. На горизонте также появляются другие миметики BH3, такие как навитоклакс.
Исследования потенциала этих препаратов в области лечения ВИЧ находятся на ранней стадии. Первое исследование венетоклакса на 18 ВИЧ-позитивных добровольцах должно начаться в этом месяце, результаты будут опубликованы в конце следующего года, но, как уже показала история внедрения методов лечения рака в практику лечения ВИЧ, может пройти много времени, прежде чем мы разработаем идеальный набор препаратов, убивающих ВИЧ.
Рекомендации
Аранджелович П. и др. Венетоклакс, сам по себе и в комбинации с BH3-миметиком S63845, истощает латентно инфицированные ВИЧ-1 клетки и задерживает восстановление у гуманизированных мышей. 12-я научная конференция IAS по ВИЧ, Брисбен, тезисы докладов OALBA0503, 2023.
Ознакомиться с тезисами можно на веб-сайте конференции.
После презентации на конференции исследование было также опубликовано в рецензируемом журнале:
Аранджелович П. и др. Венетоклакс, сам по себе и в комбинации с миметиком BH3 S63845, истощает латентно инфицированные ВИЧ-1 клетки и задерживает восстановление у гуманизированных мышей. Cell Reports Medicine 101178, 2023 (открытый доступ).
Юкл С. и др. Различная восприимчивость клеток, инфицированных дефектными и интактными провирусами, к селективному уничтожению клеток ВИЧ с помощью низкомолекулярной терапии. 12-я научная конференция IAS по ВИЧ, Брисбен, аннотация OAA0302, 2023.
