Cjepiva, mutacije i mehanizmi razmnožavanja: kako se znanost bori protiv HIV-a

Kako se pojavio HIV

Dana 5. lipnja 1981. stručnjaci američkog Centra za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC)

) u svom malom biltenu objavio je bilješku o novoj čudnoj bolesti koja uzrokuje upalu pluća kao nijedna druga, a koja se prvi put pojavila kod pet mladih homoseksualaca iz Kalifornije.

Tako je započela nova epidemija na koju je isprva malo tko obraćao pozornost, ali je ubrzo zahvatila cijeli svijet: nakon nekoliko godina oboljeli su deseci milijuna ljudi.

HIV nam se prenio izravno s majmuna(za razliku od npr. koronavirusa, on nema posrednog “domaćina”). Virus SIV (Simian immunodeficiency virus) još uvijek se širi među majmunima, ali kod većine njih ne uzrokuje patologije.

Oni mogu umjetno, u laboratorijskim uvjetima,Zarazi samo jednu vrstu majmuna (rezus makaki), i kod njih SIV uzrokuje iste abnormalnosti u imunološkom sustavu kao i kod ljudi. Ali virus ne utječe na životnu aktivnost drugih vrsta majmuna, poput mangabeja.

Isprva su znanstvenici mislili da su ti primati imalitoliko dobar imunološki sustav da se jednostavno ne zaraze HIV-om. Zapravo - a ovo je bio važan proboj u virusologiji - Mangobey jednostavno nema imunološki odgovor na ovaj virus.

Koje se metode koriste za liječenje HIV-a

Za 2017. godinu u liječenju HIV infekcije koristi se oko 30 lijekova, što omogućuje odabir optimalne terapije za svakog pacijenta.

Do danas nije razvijena niti jedna metodalijek za HIV infekciju, koji bi mogao potpuno eliminirati virus ljudske imunodeficijencije iz tijela. To se događa zbog karakteristika samog virusa koji stvara rezervoare (svetišta) u ljudskom tijelu.

Prethodno, za označavanje korištenih režima liječenjaHIV se nazivao HAART ili visoko aktivna antiretrovirusna terapija. Trenutno je ova definicija izgubila na važnosti, budući da zbog razvoja medicinske znanosti svaka antiretrovirusna terapija uključuje kompleks ljekovitih komponenti (od 2 do 4 u jednom režimu liječenja), vrlo je aktivna i češća je kratica ART ili ART. korišten. 

Moderna UMJETNOST omogućuje dugotrajnukontrolirati HIV infekciju na neodređeno vrijeme i isključiti pojavu AIDS-a u pacijenta, ovisno o njegovoj virološkoj učinkovitosti i pridržavanju redovitih lijekova (pridržavanje liječenja), omogućujući osobi zaraženoj HIV-om da živi punim životom na neodređeno vrijeme.

Korištenjem liječenja i pod uvjetom da se održi učinkovitost lijekova, životni vijek osobe nije ograničen HIV-om, već samo prirodnim procesima starenja.

Trenutno prva osoba koja se oporavilaod HIV-a, smatra se Amerikancem Timothyjem Rayom Brownom, nadimkom "Berlinski pacijent". Međutim, mnogi istraživači vjeruju da se metoda liječenja, zahvaljujući kojoj je Brown uspio eliminirati virus iz tijela, ne može smatrati lijekom za HIV.

5. ožujka 2019Na međunarodnoj konferenciji u Seattlu o retrovirusima i oportunističkim infekcijama, znanstvenici su izvijestili o dva ohrabrujuća rezultata: još dvoje ljudi, "londonski pacijent" i "pacijent iz Düsseldorfa", nalaze se u remisiji nakon transplantacije koštane srži. Liječnici namjerno koriste riječ "remisija", što znači da obje osobe nemaju znakove HIV-a, ali prerano je govoriti o potpunom izlječenju.

Poput Browna, i "londonski pacijent" bio je bolestanrak, ali ne leukemija, već Hodgkinov limfom. Također mu je bila potrebna transplantacija koštane srži, a pronađen mu je donor s istom mutacijom kao i za Browna. Razlika je u tome što "londonski pacijent" prethodno nije dobio tečajeve zračenja i kemoterapije, a transplantacija koštane srži učinjena je samo jednom.

Treća osoba, "pacijent iz Düsseldorfa", takođerimao limfom, nije primio zračenje i jednom je presadio koštanu srž, a ne dva puta. Tijekom 3,5 mjeseca nakon toga, unatoč prekidu antivirusne terapije, pacijent ostaje zdrav.

Mutacija na rezistenciju na HIV

MutacijaCCR5Δ32čini ljudske T stanice otpornima na infekcijeHIV. Transplantacija krvnih stanica od donora s mutacijom može spasiti pacijenta od infekcije - kao što je bio slučaj s "berlinskim pacijentom", a potom i s "londonskim", a možda i s "dusseldorfskim".

Međutim, u Europi su nositelji ove mutacije samonekoliko posto stanovništva i prilično je teško pronaći potpuno kompatibilnog davatelja. A u nekim zemljama, na primjer, u Kini, gdje praktički nema prijevoznika, to se uopće pretvara u nemoguć zadatak.

Moderne tehnologije za uređivanje genomaomogućiti bez donatora. Da biste to učinili, morate uzeti vlastite stanice pacijenta i unijeti potrebnu mutaciju u njih ili jednostavno uništiti odgovarajući gen. Ovo je prvi put da se neka tvrtka odlučila na ovo.Sangamo Therapeutics: Izvijestili su o svom prvom kliničkom ispitivanju 2014.

Za uređivanje genoma, istraživačikorištena cink finger nukleaza. Ovo je enzim koji sadrži dijelove - zapravo, "prste" - koji mogu prepoznati specifičnu sekvencu u DNK i dio koji može uvesti prekid u DNK lancu pored te sekvence.

T-stanice krvi uzete su od 12 pacijenata i dodanenjihov genom je izmijenjen i vraćen u tijelo. U ovom trenutku ispitanici više nisu liječeni od HIV-a. Uređene stanice ukorijenile su se u tijelima pacijenata, ali nisu ih mogle učiniti potpuno otpornima - sve su se, osim jedne, morale vratiti antiretrovirusnoj terapiji. Nakon toga, Sangamo Therapeutics zaustavio je razvoj lijekova za HIV i prebacio se na borbu protiv drugih bolesti.

Od tada su "cinkovi prsti" zamijenjeninova tehnologija za uređivanje genoma - sustav CRISPR / Cas9. Povoljno se razlikuje po tome što nisu proteini odgovorni za prepoznavanje DNK u njemu, već molekula RNA, koja se brže sintetizira i koja se lakše čini specifičnom za određeni slijed.

HIV — rekorder po mutacijama

Virus imunodeficijencije ima nekoliko strategijaopstanak. Prvo, trajanje tijeka bolesti: virus ga treba kako bi osoba imala vremena prenijeti infekciju na druge ljude. Drugo, virus ima koristi od samog načina na koji patogen ulazi u tijelo, posebno spolnim prijenosom.

Dokazano je da žene imaju 3 puta veću vjerojatnost da će se zaraziti od zaraženog partnera. To je zbog građe spolnih organa i velike količine sjemene tekućine kod muškaraca. 

Treća strategija preživljavanja virusa imunodeficijencije- njegov ulazak u ljudski imunološki sustav. I na kraju, još jedan "izum" HIV-a u borbi za preživljavanje - mutacije, koje su za njega jamstvo da ga imunološki odgovor zaraženih neće moći pogoditi. Potrebno je vrijeme da se pojavi imunološki odgovor. Primjerice, ako se osoba razboli od gripe, potrebno je otprilike tjedan dana da imunološki sustav aktivira i uništi virus. Ali HIV mutira tako brzo da imunitet koji se dogodi kod zaražene osobe jednostavno neće prepoznati virus za tjedan dana.

Cjepivo protiv HIV-a

Početkom prosinca 2020. šef RospotrebnadzoraAnna Popova govorila je o "visokom stupnju spremnosti" ruskog cjepiva protiv HIV-a. Njegovi tvorci potvrdili su novinarima da je u prvoj fazi kliničkih ispitivanja 100 posto dobrovoljaca razvilo antitijela na virus. Inače, članak s njihovim izvješćem objavljen je još 2016. 

Cjepivo o kojem je govorila Popova (“CombiHIVvac”) razvija Novosibirsk Vector Center. 

Prema mehanizmu djelovanja, "CombiHIVvac" se odnosi napoliepitopna cjepiva. Riječ je o umjetnoj čestici nalik virusu, odnosno proteinskoj “kutiji” unutar koje se nalazi kružna DNK s nekim virusnim genima.

Takav dizajn trebao bi odmah izazvati sumnju.u dvije grane imuniteta. B stanice trebale bi reagirati na površinske bjelančevine i početi proizvoditi antitijela specifična za virus. DNK mora ući u ljudske stanice i natjerati ih da također sakupljaju nekoliko površinskih proteina virusa - i uvode ih u T stanice.

No, jedino što danas znamo o performansama CombiHIVvca jesu rezultati prve faze njegovih ispitivanja, objavljeni 2016. godine u časopisu Bioorganic Chemistry.

Protutijela iz krvi dobrovoljaca su neutraliziranarazličiti podtipovi virusa s različitom djelotvornošću. Šest mjeseci nakon cijepljenja, opcija A / 392 mogla bi "neutralizirati" protutijela u 71 posto sudionika, a opcija B / PV04 - samo 29 posto. I godinu dana nakon injekcija, nitko od ispitanika tih antitijela nije ostao u krvi.

Kako se HIV proučava danas

Krajem svibnja 2021. austrijski su znanstvenici doznaliključna uloga molekule inozitol heksakifosfata (IP6) u životnom ciklusu sarkoma Rous (RSV), koji pripada istoj obitelji RNA virusa kao i HIV.

Tim je proučavao mehanizme djelovanja molekule IP6, koja se koristi u sastavljanju čestica virusa sarkoma Rous, i utvrdio njezinu presudnu ulogu u životnom ciklusu RSV-a i sličnih retrovirusa.

Sama molekula zamjenjuje spoj fosforne kiseline i inozitol alkohola. Primjećuje se da se u velikim količinama nalazi u ljudskim stanicama.

Molekula je promovirala vezu kaoheksamere i pentamere, sastojke kapside, u strukture od šest jedinica. Istodobno, s nedostatkom IP6, proteinske membrane kombinirane su na kaotičan način, što je spriječilo pojavu održivih čestica virusa.

Čitaj više:

Japanski znanstvenici bušili su dno oceana u blizini Fukušime na dubini od 8.000 metara

Matematički model mozga omogućit će umjetnoj inteligenciji da razmišlja poput čovjeka

Uran je dobio status najčudnijeg planeta u Sunčevom sustavu. Zašto?