Этой статье более 9 лет. Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с более свежими статьями на эту тему
Ученые из Научно-исследовательского института Скриппса в Калифорнии обнаружили новый тип препарата, который может надолго подавлять реактивацию ВИЧ в клетках, хронически инфицированных им. Новый препарат, дидегидрокортистатин А (dCA), по-видимому, навсегда изменяет клеточную среду, так что даже после его удаления вероятность того, что клетки латентно инфицированного резервуара “проснутся” и начнут продуцировать новые вирусы, в 100 раз ниже.
Этот препарат заполняет пробел в арсенале средств борьбы с ВИЧ, который исследователи искали в течение длительного времени: это эффективный, по-видимому, нетоксичный и мощный ингибитор tat.
О tat
Белок ВИЧ tat является одним из первых белков, который ВИЧ заставляет вырабатывать инфицированные клетки при заражении. Он выполняет ряд различных функций и непосредственно способствует уничтожению клеток ВИЧ и чрезмерной стимуляции иммунной системы, наблюдаемой при нелеченной ВИЧ-инфекции. Но его самая важная задача – усилить репликацию ВИЧ. Без tat ВИЧ-инфицированные клетки производят новые вирусы очень медленно: tat значительно ускоряет скорость транскрипции ДНК в клетке и обеспечивает начало и поддержание продуктивной инфекции.
Повторное появление ВИЧ при прекращении антиретровирусной терапии (АРТ) у людей с вирусной нагрузкой, которую невозможно обнаружить даже с помощью самых чувствительных тестов, является одним из разочарований исследователей, работающих над излечением от ВИЧ, и это является частью того, что способствует такому повторному появлению. Даже когда в клетке происходят изменения, которые приводят к ее замиранию и попаданию в долгоживущий резервуар постоянно инфицированных, но непродуктивных клеток, тат гарантирует, что они возобновят свою деятельность после прекращения АРТ. Его эффекты кажутся постоянными; эксперименты показывают, что tat обладает эпигенетическими эффектами, что означает, что он постоянно изменяет структуру хроматина, белкового “каркаса” ДНК, в частности, путем удаления или изменения положения компонентов хроматина, которые физически препятствуют транскрипции генов.
Белок tat является уникальным продуктом ВИЧ, не имеет аналогов в клетках человека, сам по себе является токсином и, по-видимому, является обязательным компонентом клинически значимой ВИЧ-инфекции; по всем этим причинам исследователи ВИЧ давно стремились найти эффективный ингибитор tat. Итальянская команда исследует терапевтическую вакцину, содержащую небольшие дозы tat, но, несмотря на длительную работу, которая документирует некоторые многообещающие иммунные изменения у добровольцев, она не создала вакцину с эффективностью, необходимой для проведения полноценных клинических испытаний. dCA – это небольшая молекула, и, возможно, ее можно принимать перорально.
Текущее исследование
В исследовании Scripps, часть которого была представлена на конференции по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям (CROI) в феврале этого года, ученые выделили ВИЧ-инфицированные клетки-резервуары CD4 у девяти людей с ВИЧ, которые получали АРТ не менее трех лет. Они специально выделили клетки, которые самопроизвольно не продуцировали полноценные вирусные частицы ВИЧ, но которые легко продуцировали ВИЧ при введении иммуностимуляторов. Клетки содержались на ВРТ в лабораторной чашке. Даже при проведении АРТ инфицированные клетки-резервуары продолжают вырабатывать низкие уровни белков ВИЧ и время от времени производят полноценные вирусы; именно эти “всплески” пополняют резервуар. Однако, когда этим клеткам давали dCA, это снижало количество белка p24, вирусного ядра, указывающего на репликацию ВИЧ, в среднем на 93%. Даже эта средняя цифра вводит в заблуждение, поскольку она включает в себя один набор клеток, в которых выработка р24 была подавлена только на 55%; в клетках пяти из девяти пациентов выработка р24 была снижена более чем на 99%.
Во втором эксперименте ВИЧ-инфицированные резервные клетки CD4 от двух пациентов обрабатывали в лабораторной чашке либо только АРТ, либо АРТ плюс dCA. Когда АРТ была прекращена и через шесть дней была измерена выработка новых частиц ВИЧ, клетки, обработанные dCA, продуцировали всего на 7% больше р24, чем необработанные клетки. Когда АРТ не прекращалась, а вместо этого клеткам вводился простратин, активатор экспрессии генов, в клетках, которые получали только АРТ, в клетках вырабатывалось в семь раз больше вируса, чем в клетках, в которых АРТ была прекращена. Однако в клетках, стимулированных простратином, которые также получали dCA шестью днями ранее, не было обнаружено никаких признаков вирусной продукции.
В другом эксперименте исследователи обработали dCA две разные линии клеток, выращенных в лаборатории. В одной линии, которая плохо продуцировала вирус, остаточная продукция p24 на низком уровне снизилась до уровня, который невозможно было обнаружить, в среднем через 82 дня после начала лечения АРТ плюс dCA; напротив, продукция p24 оставалась неизменной, в 1000 раз превышая уровень, который невозможно было обнаружить, в клетках, получавших только АРТ. В линии, в которой ВИЧ-инфекция продуцируется с большей интенсивностью, почти не выявляемость была достигнута после 225 дней лечения.
В первой клеточной линии, когда dCA была выведена через 24 дня после ее начала, остаточная выработка p24 при ВИЧ начала восстанавливаться на 66-й день и вернулась к прежнему уровню примерно через 100 дней после первого начала dCA. Напротив, когда исследователи подождали 100 дней, прежде чем прекратить лечение dCA, остаточная репликация p24 продолжала оставаться необнаруживаемой в течение пяти месяцев эксперимента.
В заключительном эксперименте исследователи попытались обратить вспять эффект dCA, культивируя клетки-резервуары с иммуностимулятором и дополнительным белком tat, который был получен в другом месте. Этот “экзогенный” tat увеличил остаточную выработку p24 в клетках-резервуарах, обработанных АРТ, в 800 раз, что свидетельствует о влиянии tat на выработку вируса. В клетках, также обработанных dCA, добавление экзогенного tat вызывало всплеск p24 там, где ранее его нельзя было обнаружить, что свидетельствует о том, что большое количество tat может подавлять dCA. Однако, даже при таком дополнительном воздействии, выработка p24 начала снижаться через десять дней, а еще через десять дней снова стала неопределимой.
Эти последние два эксперимента являются убедительным доказательством того, что лечение АКД может, по крайней мере, иметь очень длительный эффект или даже необратимые последствия.
Последствия и возможности
Каковы последствия? Если эксперименты на животных и людях повторят результаты лабораторных экспериментов, то, возможно, впервые у нас будет лекарство, способное стабильно и прогрессивно снижать количество ВИЧ, экспрессируемого в ранее недоступных долгоживущих клетках-резервуарах. Это может даже навсегда лишить их способности продуцировать ВИЧ, “предотвращая повторное распространение вируса и поддерживая постоянное латентное состояние”, по словам исследователей.
Другая стратегия лечения, “бей и убивай”, направлена на уничтожение долгоживущего вирусного резервуара с помощью препаратов, называемых ингибиторами HDAC, которые заставляют клетки-резервуары выходить из укрытия, исходя из предположения, что иммунная система “увидит” их и справится с ними. Однако, несмотря на то, что стимуляция пробудила клетки-резервуары, иммунная система недостаточно отреагировала на пробуждение клеток, чтобы уменьшить размер резервуара, возможно, потому, что ингибиторы HDAC оказывают дополнительное, непредвиденное иммуносупрессивное действие.
АКДС будет работать с точностью до наоборот: возможно, он сможет поддерживать клетки-резервуары в состоянии пожизненного сна. Это не тот препарат, который изначально можно было бы использовать для того, чтобы вызвать состояние, при котором пациенты могли бы отказаться от АРТ и поддерживать неопределяемую вирусную нагрузку. Однако, если его назначать в сочетании с АРТ или начинать в тот момент, когда ВИЧ становится не обнаруживаемым в крови, это может вызвать дальнейшую стадию распада вируса, так что в конечном итоге не останется остаточной репликации ВИЧ и, возможно, даже клеток, способных продуцировать ВИЧ. Это может произойти либо из-за того, что эффекты dCA действительно постоянны, либо, даже если это не так, из-за отсутствия низкоуровневой вирусной репликации, которая является механизмом пополнения резервуара, поэтому он будет медленно уменьшаться в результате естественной гибели клеток. Как только не останется либо латентно инфицированных клеток, либо инфицированных клеток, способных продуцировать новые вирусы, мы получим лекарство от ВИЧ. На данный момент эти возможности остаются спекулятивными, и потребуются дополнительные исследования, чтобы понять потенциальное применение dCA.
Рекомендации
Муссо Г. и др. Ингибитор тат – дидегидрокортистатин А предотвращает латентную реактивацию ВИЧ-1. Журнал mBio 6(4):e00465-15. doi:10.1128/mBio.00465-15. Июль 2015.
