Ваксини, мутации и механизми за възпроизводство: Как науката се бори с ХИВ

Как се появи ХИВ

На 5 юни 1981 г. експерти от Центровете за контрол и превенция на заболяванията на САЩ (CDC)

) публикува бележка в своя малък бюлетин за нова странна болест, която причинява пневмония, за разлика от други, която се появи за първи път при петима млади хомосексуалисти от Калифорния.

Така започна нова епидемия, на която отначало малцина обърнаха внимание, но скоро обхвана цялото земно кълбо: след няколко години десетки милиони хора се разболяха.

ХИВ ни беше предаден директно от маймуни(за разлика например от коронавируса, той няма междинен „домакин“). Вирусът SIV (Simian immunodeficiency virus) все още се разпространява сред маймуните, но не причинява патологии при повечето от тях.

Те могат изкуствено, в лабораторни условия,Заразяват само един вид маймуни (макаци резус) и при тях SIV причинява същите аномалии в имунната система, както при хората. Но вирусът не засяга жизнената активност на други видове маймуни, като мангабеите.

Отначало учените смятаха, че тези примати притежаваттолкова добра имунна система, че те просто не се заразяват с ХИВ. Всъщност - и това беше важен пробив във вирусологията - Mangobey просто нямат имунен отговор на този вирус.

Какви методи се използват за лечение на ХИВ

За 2017 г. при лечението на ХИВ инфекция се използват около 30 лекарства, което дава възможност да се избере оптималната терапия за всеки пациент.

Към днешна дата не е разработен методлек за HIV инфекция, който може напълно да елиминира човешкия имунодефицитен вирус от тялото. Това се дължи на характеристиките на самия вирус, който образува резервоари (убежища) в човешкото тяло.

Преди това, за да посочите използваните схеми на лечениеХИВ се нарича HAART или високоактивна антиретровирусна терапия. Понастоящем това определение е загубило своята релевантност, тъй като поради развитието на медицинската наука всяка антиретровирусна терапия включва комплекс от лекарствени компоненти (от 2 до 4 в един режим на лечение), е силно активен и съкращението ART или ART е по-често използвани. 

Съвременното ИЗКУСТВО позволява дълготрайноконтролира ХИВ инфекцията за неопределено време и изключва появата на СПИН при пациента, в зависимост от неговата вирусологична ефективност и съответствие с редовните лекарства (придържане към лечението), което позволява на заразен с ХИВ човек да живее пълноценен живот за неопределено време.

С използването на лечение и при условие, че ефективността на лекарствата се поддържа, продължителността на живота на човек не е ограничена от ХИВ, а само от естествените процеси на стареене.

В момента първият човек, който се възстановиот ХИВ, се счита американецът Тимъти Рей Браун, с прякор „Берлинският пациент“. Много изследователи обаче смятат, че методът на лечение, благодарение на който Браун успя да елиминира вируса от тялото, не може да се счита за панацея за ХИВ.

5 март 2019 г.На международна конференция в Сиатъл за ретровируси и опортюнистични инфекции учените съобщиха за два обнадеждаващи резултата: Още двама души, "пациентът в Лондон" и "пациентът в Дюселдорф", са в ремисия след трансплантация на костен мозък. Лекарите умишлено използват думата "ремисия", което означава, че и двамата хора нямат признаци на ХИВ, но е твърде рано да се говори за пълно излекуване.

Подобно на Браун, и „лондонският пациент“ беше боленрак, но не левкемия, а лимфом на Ходжкин. Той също се нуждае от трансплантация на костен мозък и за него е намерен донор със същата мутация като за Браун. Разликата е, че на „лондонския пациент“ не са били провеждани курсове по лъчева и химиотерапия, а трансплантацията на костен мозък е направена само веднъж.

Третото лице, "пациентът от Дюселдорф", същое имал лимфом, не е получавал лъчетерапия и е получил трансплантация на костен мозък веднъж, а не два пъти. В продължение на 3,5 месеца след това, въпреки прекратяването на антивирусната терапия, пациентът остава здрав.

Мутация за ХИВ резистентност

МутацияCCR5Δ32прави човешките Т клетки устойчиви на инфекцииХИВ. Трансплантацията на кръвни клетки от донор с мутация може да спаси пациента от инфекция - какъвто беше случаят с „берлинския пациент“, а след това с „лондонския“ и евентуално с „дюселдорфския“ пациент.

В Европа обаче носителите на тази мутация са самоняколко процента от населението и е доста трудно да се намери напълно съвместим донор. А в някои страни, например в Китай, където практически няма превозвачи, това изобщо се превръща в невъзможна задача.

Съвременни технологии за редактиране на геномаправят възможно без донор. За да направите това, трябва да вземете собствените клетки на пациента и да въведете необходимата мутация в тях или просто да унищожите съответния ген. Това е първият път, когато компания решава да направи това.Sangamo Therapeutics: Те съобщиха за първото си клинично изпитване през 2014 г.

За редактиране на генома, изследователиизползвана цинкова пръст нуклеаза. Това е ензим, който съдържа участъци – всъщност „пръсти“ – които могат да разпознаят специфична последователност в ДНК и участък, който може да въведе прекъсване в ДНК веригата до тази последователност.

Взети са кръвни Т-клетки от 12 пациенти, въведени втехният геном се променя и се връща в тялото. Към този момент субектите вече не са били лекувани за ХИВ. Редактираните клетки пуснаха корени в телата на пациентите, но те не можаха да ги направят напълно резистентни - всички освен един трябваше да се върнат към антиретровирусна терапия. След това Sangamo Therapeutics спря разработването на лекарства за ХИВ и премина към борба с други заболявания.

Оттогава "цинковите пръсти" са заменени отнова технология за редактиране на генома - система CRISPR / Cas9. Различава се благоприятно по това, че не протеините са отговорни за разпознаването на ДНК в нея, а РНК молекула, която се синтезира по-бързо и по-лесно се прави специфична за определена последователност.

ХИВ —рекордьор по мутации

Вирусът на имунодефицит има няколко стратегииоцеляване. Първо, продължителността на хода на заболяването: вирусът се нуждае от него, за да има време човек да предаде инфекцията на други хора. На второ място, вирусът се възползва от самия начин на навлизане на патогена в тялото, особено по полов път на предаване.

Доказано е, че жените се заразяват 3 пъти по-често от заразен партньор. Това се дължи на структурата на гениталиите и голямото количество семенна течност при мъжете. 

Третата стратегия за оцеляване на имунодефицитния вирус- навлизането му в имунната система на човека. И накрая, още едно „изобретение“ на ХИВ в борбата за оцеляване - мутации, които за него са гаранция, че имунният отговор на заразения няма да може да го удари. Необходимо е време, за да настъпи имунен отговор. Например, ако човек се разболее от грип, тогава отнема около седмица имунната система да активира и унищожи вируса. Но ХИВ мутира толкова бързо, че имунитетът, който възниква при заразен човек, просто няма да разпознае вируса след една седмица.

ХИВ ваксина

В началото на декември 2020 г. ръководителят на РоспотребнадзорАнна Попова говори за „високата степен на готовност“ на руската ваксина срещу ХИВ. Неговите разработчици потвърдиха пред репортери, че в първата фаза на клиничните изпитвания 100 процента от доброволците са развили антитела срещу вируса. Между другото, статия с техния доклад беше публикувана още през 2016 г. 

Ваксината, за която говори Попова („CombiHIVvac”), се разработва от Новосибирския векторен център. 

Според механизма на действие, "CombiHIVvac" се отнася дополиепитопни ваксини. Това е изкуствена вирусоподобна частица, тоест протеинова „кутия“, вътре в която има кръгова ДНК с някои вирусни гени.

Такъв дизайн трябва да предизвика подозрение веднага.в два клона на имунитета. В клетките трябва да реагират на повърхностни протеини и да започнат да произвеждат специфични за вируса антитела. И ДНК трябва да попадне в човешките клетки и да ги накара също да съберат няколко повърхностни протеина на вируса - и да ги въведат в Т клетките.

Но единственото нещо, което знаем за представянето на CombiHIVvac днес, са резултатите от първата фаза на неговите тестове, публикувани през 2016 г. в списание Bioorganic Chemistry.

Антителата от кръвта на доброволците бяха неутрализираниразлични подтипове на вируса с различна ефикасност. Шест месеца след ваксинацията, вариант A / 392 може да „неутрализира“ антителата при 71 процента от участниците, а вариант B / PV04 - само 29 процента. И една година след инжекциите, никой от субектите няма тези антитела в кръвта си.

Как се изследва ХИВ днес

В края на май 2021 г. австрийски учени установяват товаключовата роля на молекулата на инозитол хексакисфосфат (IP6) в жизнения цикъл на саркома на Rous (RSV), който принадлежи към същото семейство РНК вируси като ХИВ.

Екипът изследва механизмите на действие на молекулата IP6, която се използва при сглобяването на частици от вируса на саркома на Rous, и идентифицира неговата решаваща роля в жизнения цикъл на RSV и подобни ретровируси.

Самата молекула замества съединение от фосфорна киселина и инозитолов алкохол. Отбелязва се, че се намира в големи количества в човешките клетки.

Молекулата насърчава връзката катохексамери и пентамери, съставни части на капсида, в структури от шест единици. В същото време, при липса на IP6, протеиновите мембрани се комбинират по хаотичен начин, което предотвратява появата на жизнеспособни вирусни частици.

Прочетете още:

Японски учени пробиха дъното на океана близо до Фукушима на дълбочина 8000 метра

Математически модел на мозъка ще позволи на ИИ да мисли като човек

Уран е получил статута на най-странната планета в Слънчевата система. Защо?