A HIV úgy dönt, hogy aktívvá válik
A kutatók azt a molekuláris mechanizmust találták, amely alátámasztja a HIV azon döntését, hogy aktív vagy alvó állapotban marad. Ez új terápiákhoz vezethet, amelyek úgy működnek, hogy a vírust állandóan alvó állapotban tartják.
A tanulmány, amelyet a kaliforniai San Francisco-i Gladstone Intézetek csapata vezetett, a folyóiratban most megjelent cikkben szerepel. Sejt.
Az eredmények megmagyarázhatják a sejtsorsdöntéseket, amelyek a biológiában másutt is előfordulnak - például azt, hogy az őssejtek hogyan döntenek arról, hogy osztódásukkor őssejtek maradnak-e vagy differenciálódnak speciális sejtekké, beleértve az agy- vagy a szívsejteket.
A tanulmány vezető szerzője, Prof. Leor S. Weinberger, a Gladstone Intézetek Sejtkapcsolási Központjának igazgatója a folyamatot ahhoz hasonlítja, hogy miként „fedezzük meg tétjeinket”, amikor a pénzügyi befektetésekről döntünk.
„A piaci volatilitás elleni védelem érdekében” dönthetünk úgy, hogy egyes alapokat magas kockázatú, potenciálisan magas hozamú részvényekbe helyezünk, a többit pedig alacsony kockázatú, alacsony hozamú opciókba.
„Hasonlóképpen - magyarázza - a HIV ingatag környezetben fedi le alapjait azáltal, hogy aktív és alvó fertőzéseket generál.”
HIV látens tározó
Amint bejut az emberi testbe, a HIV beilleszti genetikai anyagát a „gazda” immunsejtek DNS-be. Ez lehetővé teszi a HIV számára, hogy a sejt gépezetét arra kényszerítse, hogy másolatot készítsen a vírusról.
Néhány HIV-fertőzött immunsejt szunnyadó vagy látens állapotba kerül, és nem fog új vírust létrehozni. A HIV sokáig elbújhat ebben a „látens tározóban”.
A jelenlegi HIV-kezelések rendkívül hatékonyan csökkentik az aktív vírus mennyiségét a szervezetben. Azonban nem olyan jól kezelik az alvó HIV-t, amely újra aktiválódhat, amint a kezelés leáll. Ez az egyik fő oka annak, hogy még nem tudjuk meggyógyítani a HIV-t.
Korábbi munkájában Weinberger professzor és munkatársai kimutatták, hogy a HIV késése „nem baleset”, hanem szándékos „túlélési taktika”.
A taktika „evolúciós szempontból előnyös a vírus számára”, mert azokon a helyeken, ahol a HIV először bejut a szervezetbe, nincs sok immunsejt, amely behatolhatna, és ha mindet megöli teljes aktivitással, akkor nem marad folytassa a fertőzést.
A HIV kihasználja a „génexpressziós zajt”
Azáltal, hogy a behatolt sejtek egy részét látens állapotba helyezi, a HIV biztosítja, hogy az aktiváció megvárja, amíg azok a sejtek bejutnak a szövetbe, ahol sokkal több a célsejt, így nagyobb esély van a túlélésre és a folyamatos fertőzésre.
A csapat megállapította, hogy a HIV képes aktív vagy szunnyadó állapotot létrehozni, kihasználva a sejteken belüli normális jelenséget, amelyet „véletlenszerű ingadozásoknak neveznek a génexpresszióban”.
A génexpresszió véletlen ingadozásai miatt, amelyeket a tudósok „zajnak” is neveznek, két, pontosan azonos genetikai felépítésű sejt képes különböző mennyiségű fehérjét előállítani. A különbség elegendő lehet a sejtek működésének és sorsának befolyásolására.
A HIV az „alternatív splicing” nevű mechanizmus segítségével fejezi ki génjeit a gazdasejtben, amely lehetővé teszi számára a genetikai anyag feldarabolását és különféle elrendezésekben történő összeállítását.
Nem hatékony génkötés
Vizsgálatukban a kutatók HIV-vel fertőzött egyes sejteket figyeltek meg. Megállapították, hogy a vírus egyfajta splicinget használ a véletlenszerű zajok ellenőrzésére, hogy eldöntse a gazdasejt sorsát - legyen aktív vagy szunnyadó.
"Megállapítottuk" - mondja Dr. Maike Hansen, a kutatás első munkatársa, Weinberger professzor csoportjának kutatója -, hogy a HIV a zaj leküzdésére különösen nem hatékony splicing-formát alkalmaz. "
„Meglepő módon, ha hatékonyan működne - folytatja -, ez a mechanizmus sokkal kevésbé aktív vírust termelne. De azáltal, hogy látszólag nem hatékony folyamaton keresztül pazarolja az energiát, a HIV valójában jobban tudja ellenőrizni az aktív megmaradásra vonatkozó döntését. ”
Modellezés, genetika és képalkotó eszközök segítségével a csapat először tudta azonosítani a HIV életciklusának azon szakaszát, amelyben a splicing bekövetkezett.
Megállapították, hogy az nem hatékony splicing nem a transzkripció során következik be - mint azt korábban gondoltuk -, hanem utána.
A transzkripció az a folyamat, amelynek során a DNS-ben lévő utasításokat átmásolják az RNS-be, hogy megmondják a sejtgépeknek, mit kell csinálni, vagy mely fehérjéket kell előállítani.
A csapat arra a következtetésre jutott, hogy a nem hatékony kapcsolási folyamat létfontosságú a vírus túlélése szempontjából, és hogy hatékonyságának javítása a legyőzésének egyik módja lehet, ha tartósan látens állapotban tartja.
"A hegesztési kör lehetőséget adhat számunkra, hogy a vírust más módon terápiás úton megtámadjuk."
Prof. Leor S. Weinberger
