Екатерина Кон/
Как стало известно на прошлой неделе на 30-й конференции по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям (CROI 2023), резистентность высокого уровня к препаратам семейства ингибиторов интегразы – долутегравиру, каботегравиру, ралтегравиру, биктегравиру и элвитегравиру – может возникать совершенно иначе, чем при других типах резистентности.
Доктор Юта Хикичи из Национального института рака США и его коллеги обнаружили, что ингибиторы интегразы могут терять эффективность не из-за мутаций, возникающих в мишени препарата, ферменте интегразе, а из-за мутаций в совершенно другой части вируса, его оболочечном белке. Эти мутации белка оболочки подавляют нормальный процесс инфицирования клеток с помощью свободно плавающих вирусных частиц (вирионов), но повышают способность ВИЧ проникать между клетками путем прямого слияния клеток.
В результате этого процесса в инфицированные клетки попадает большая “доза” вируса, чем при заражении через вирионы. Ингибиторы интегразы хуже справляются с этой так называемой “множественностью инфекций”, чем ингибиторы других классов.
Это открытие может объяснить загадочные случаи, когда схемы лечения на основе ингибиторов интегразы оказывались неэффективными, несмотря на хорошую приверженность и отсутствие мутаций устойчивости к ферменту интегразе.
Подробнее об исследовании
Одна из причин, по которой ингибиторы переноса цепей интегразы (INSTIs), если дать им их полное название, стали предпочтительным классом лекарственных средств в качестве основы для комбинированной антиретровирусной терапии (АРТ), заключается в том, что при ВИЧ трудно вызвать мутации в ферменте интегразе. Даже когда они возникают, уровень резистентности остается низким и обычно недостаточен для того, чтобы лечение не увенчалось успехом.
Однако это не объясняет, почему у некоторых людей, принимающих долутегравир, все еще наблюдается неэффективность лечения, несмотря на то, что мутации устойчивости к интегразе не развиваются. Например, в одном исследовании, посвященном применению долутегравира в качестве монотерапии, у 7 из 78 человек, получавших монотерапию, лечение не увенчалось успехом, несмотря на документально подтвержденные адекватные уровни препарата, но только у двоих были выявлены мутации интегразы.
“Пассирование” – многократное размножение патогенов в лабораторных условиях – это старый метод, позволяющий заставить их адаптироваться к мутациям. Одной из целей пассирования является получение ослабленных штаммов, которые могут быть использованы в вакцинах. Другой – заставляет их развивать сопротивление, чтобы можно было разработать способы его преодоления.
Доктор Хикичи и его команда подвергли ВИЧ-инфекцию 48 пассажам в течение года в присутствии повышающихся концентраций долутегравира, начиная с половины IC50 (половины концентрации, необходимой для снижения вдвое скорости репликации у нерезистентного вируса) и заканчивая увеличением концентрации в 1000 раз.
Они обнаружили, что, хотя мутации в интегразе и возникали, им предшествовали мутации в белке оболочки ВИЧ, и их было больше, чем мутаций в белке оболочки ВИЧ.
Одна мутация возникла при 19-м прохождении. К 48-му прохождению в каждом образце возникли по меньшей мере четыре из характерных семи мутаций оболочки. Мутации INTI также возникали, хотя и не раньше 30-го пассажа, и одна мутация позже развилась в белке нуклеокапсида.
Семь мутаций оболочки были разбросаны по всей цепочке аминокислот, которые образуют gp160, самый крупный белок ВИЧ. Некоторые из них, в частности, возникали в таких местах, как петли V1/V2, которые были мишенями вакцин и широко нейтрализующих антител, используемых потому, что блокирование этих позиций наиболее сильно влияет на способность вируса связываться с другими клетками.
Семь мутаций оболочки умеренно ослабляли способность вирионов инфицировать клетки. В клетках, инфицированных немутированными свободно распространяющимися вирусами, уровни фермента обратной транскриптазы (ОТ) ВИЧ – показателя репликации вируса – достигли пика на 8–й неделе после заражения, но на 12-й неделе у вирусов с семью мутациями оболочки.
Однако в присутствии долутегравира, хотя репликация немутированного вируса была полностью подавлена (как и следовало ожидать), вирус с мутациями env подавлялся лишь умеренно, при этом уровни RT достигали пика на 14-й неделе.
Было обнаружено, что мутации Env7 снижают чувствительность ВИЧ к долутегравиру и каботегравиру в 2000 раз, а чувствительность к ралтегравиру – в 400 раз. Эти мутации также повлияли на другие классы лекарств, но не в такой степени: мутации Env7 в одиннадцать раз снижали чувствительность к ингибиторам обратной транскриптазы эмтрицитабину и эфавирензу, в четыре раза – к рилпивирину и в шесть раз – к ингибитору протеазы дарунавиру.
“Это открытие может дать объяснение отдельным случаям неэффективности схем АРТ и ДКП на основе ингибиторов интегразы”.
Как они могли это сделать? На первый взгляд, нет смысла сводить на нет действие лекарственного средства из-за изменения белка, который не является молекулой-мишенью препарата и который активен в совершенно другой период жизненного цикла ВИЧ.
Исследователи предположили, что мутации оболочки повышают способность ВИЧ переходить от одной клетки к другой путем прямого переноса, а не с помощью свободно плавающих вирионов. Этот процесс может происходить с помощью множества механизмов и может даже быть основным методом, который ВИЧ использует для инфицирования новых клеток у людей с хронической инфекцией, которые не принимают АРТ.
Это было продемонстрировано, когда исследователи культивировали ВИЧ-инфицированные и неинфицированные клетки вместе: через 24 часа было обнаружено, что в случае, если инфицированные клетки содержали ВИЧ с мутациями Env7, было инфицировано в три раза больше клеток, чем при отсутствии мутаций.
Перенос от клетки к клетке может происходить реже, чем перенос вириона, но когда это происходит, в клетку может попасть в тридцать раз больше вирусного белка, чем в вирусные частицы. Причина, по которой INSTI хуже справляются с так называемой повышенной множественностью инфекционных процессов (MoI) при передаче инфекции от клетки к клетке, заключается в том, что они просто не могут каждый раз “добираться” до места переноса цепей интегразы – они перегружены более высоким MoI.
Было обнаружено, что в клетках, которые были инфицированы при переносе от клетки к клетке и имели высокий MOI, INSTIs по-прежнему снижал репликацию вируса в 12 раз, но ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, такие как рилпивирин, снижали репликацию вируса в 500 раз.
Это, по-видимому, является основным объяснением высокой устойчивости к INTI без мутации интегразы. Также было отмечено, что пассирование в присутствии долутегравира вызывало мутации в той части белка gag ВИЧ, которая образует его нуклеокапсид, его РНК-содержащее ядро. Это снижает чувствительность к инсулину в два-четыре раза и может играть вспомогательную роль, но не является основным механизмом.
Высокая резистентность к ингибиторам интегразы остается довольно редкой, но это открытие совершенно другого пути развития резистентности не только опровергает общепринятые теории, но и может также объяснить отдельные случаи неэффективности АРТ и ДКП на основе ингибиторов интегразы.
Рекомендации
Хикичи и др. Мутации, не связанные с интегразой, приводят к высокой устойчивости к долутегравиру. Конференция по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям, Сиэтл, тезисы 103, 2023 г.
