מנגנוני חיסונים, מוטציות ורבייה: כיצד המדע נלחם ב- HIV

איך הופיע HIV

ב-5 ביוני 1981, מומחים מהמרכז האמריקאי לבקרת מחלות ומניעתן (CDC)

) פרסם הערה בעלון הקטן שלו על מחלה מוזרה חדשה שגורמת לדלקת ריאות שלא דומה לשום מחלה אחרת, שהופיעה לראשונה אצל חמישה הומוסקסואלים צעירים מקליפורניה.

כך החלה מגיפה חדשה, שבהתחלה מעט אנשים שמו לב אליה, אך עד מהרה שטפה את כל הגלובוס: לאחר כמה שנים חלו עשרות מיליוני אנשים.

HIV הועבר אלינו ישירות מקופים(בניגוד, למשל, לקורונה, אין לו "מארח" ביניים). נגיף ה-SIV (Simian immunodeficiency virus) עדיין מתפשט בקרב קופים, אך הוא אינו גורם לפתולוגיות ברובם.

הם יכולים באופן מלאכותי, בתנאי מעבדה,מדביקים רק זן אחד של קוף (מקוק רזוס), ובהם SIV גורם לאותן חריגות במערכת החיסון כמו אצל בני אדם. אבל הנגיף אינו משפיע על פעילות החיים של מינים אחרים של קופים, כמו מנגבבי.

בהתחלה, מדענים חשבו שיש לפרימטים האלהמערכת חיסון כל כך טובה שהם פשוט לא נדבקים ב- HIV. למעשה - וזו הייתה פריצת דרך חשובה בוויראולוגיה - למנגובי פשוט אין תגובה חיסונית לנגיף זה.

באילו שיטות משתמשים לטיפול ב- HIV

לשנת 2017 משתמשים בכ- 30 תרופות לטיפול בזיהום ב- HIV, המאפשר לבחור בטיפול האופטימלי לכל מטופל.

עד היום לא פותחה שיטהתרופה לזיהום ב-HIV, שיכולה לחסל לחלוטין את נגיף הכשל החיסוני האנושי מהגוף. זה קורה בשל מאפייני הנגיף עצמו, היוצר מאגרים (מקדשים) בגוף האדם.

בעבר, כדי לציין את משטרי הטיפול בשימושHIV כונה כ-HAART או טיפול אנטי-רטרו-ויראלי פעיל במיוחד. נכון לעכשיו, הגדרה זו איבדה את הרלוונטיות שלה, שכן עקב התפתחות מדע הרפואה, כל טיפול אנטי-רטרו-ויראלי כולל קומפלקס של רכיבים תרופתיים (מ-2 עד 4 במשטר טיפול אחד), הוא פעיל מאוד והקיצור ART או ART הוא לעתים קרובות יותר בשימוש. 

אמנות מודרנית מאפשרת לטווח ארוךלשלוט בהדבקה ב-HIV ללא הגבלת זמן ולא לכלול את הופעת האיידס בחולה, בכפוף ליעילותו הווירולוגית ולעמידה בתרופות רגילות (דבקות בטיפול), המאפשרת לאדם נגוע ב-HIV לחיות חיים מלאים ללא הגבלת זמן.

עם השימוש בטיפול ובתנאי שהיעילות של התרופות נשמרת, תוחלת החיים של האדם אינה מוגבלת על ידי HIV, אלא רק על ידי תהליכי הזדקנות טבעיים.

כרגע האדם הראשון שהחליםמ- HIV, נחשב לטימותי ריי בראון האמריקאי, שכונה "חולה ברלין". עם זאת, חוקרים רבים סבורים כי שיטת הטיפול, שבזכותה בראון הצליח לחסל את הנגיף מהגוף, אינה יכולה להיחשב תרופת פלא לטיפול ב- HIV.

5 במרץ, 2019בכנס בינלאומי בסיאטל בנושא רטרו-וירוסים וזיהומים אופורטוניסטיים, מדווחים מדענים על שתי תוצאות מעודדות: שניים נוספים, "החולה הלונדוני" ו"חולה דיסלדורף "נמצאים במצב של הפוגה לאחר השתלת מוח עצם. רופאים משתמשים בכוונה במילה "רמיסיה", כלומר לשני האנשים אין סימני HIV, אך מוקדם לדבר על תרופה מלאה.

כמו בראון, "החולה הלונדוני" היה חולהסרטן, אך לא לוקמיה, אלא לימפומה של הודג'קין. הוא היה זקוק גם להשתלת מוח עצם, ונמצא עבורו תורם עם אותה מוטציה כמו של בראון. ההבדל הוא כי "החולה הלונדוני" לא קיבל בעבר קורסים של הקרנות וכימותרפיה, והשתלת מוח עצם נעשתה רק פעם אחת.

האדם השלישי, "חולה דיסלדורף"סבל מלימפומה, לא קיבל טיפול בהקרנות והוא קיבל השתלות מוח עצם פעם אחת, לא פעמיים. במשך 3.5 חודשים לאחר מכן, למרות הפסקת הטיפול האנטי-ויראלי, המטופל נשאר בריא.

מוטציה להתנגדות ל- HIV

מוּטָצִיָהCCR5Δ32הופך תאי T אנושיים לעמידים בפני זיהוםHIV. השתלת תאי דם מתורם עם מוטציה יכולה להציל את החולה מזיהום - כפי שהיה במקרה של "חולה ברלין", ולאחר מכן עם "לונדון" ואולי גם עם "דיסלדורף".

עם זאת, באירופה, נשאים של מוטציה זו הם בלבדכמה אחוזים מהאוכלוסייה וזה די קשה למצוא תורם תואם לחלוטין. ובמדינות מסוימות, למשל, בסין, בה אין כמעט מובילים, הדבר הופך למשימה בלתי אפשרית בכלל.

טכנולוגיות מודרניות לעריכת גנוםלאפשר להסתדר ללא תורם. כדי לעשות זאת, אתה צריך לקחת את התאים של המטופל ולהכניס את המוטציה הדרושה לתוכם או פשוט להרוס את הגן המתאים. זו הפעם הראשונה שחברה מחליטה לעשות זאת.סנגאמו טיפולי: הם דיווחו על הניסוי הקליני הראשון שלהם ב-2014.

לעריכת גנום, חוקריםהשתמש בנוקלאז אצבע אבץ. זהו אנזים המכיל קטעים - למעשה, "אצבעות" - שיכולים לזהות רצף ספציפי ב-DNA, וקטע שיכול להכניס שבר בגדיל ה-DNA ליד הרצף הזה.

תאי T בדם נלקחו מ -12 חולים והוסיפוהגנום שלהם שונה ומוחזר לגוף. בשלב זה הנבדקים כבר לא טופלו ב- HIV. התאים הערוכים השתרשו בגופם של החולים, אך הם לא הצליחו להפוך אותם לעמידים לחלוטין - כולם פרט לאחד נאלצו לחזור לטיפול אנטי-טרו-ויראלי. לאחר מכן, Sangamo Therapeutics עצרה את התפתחות התרופות שלה ל- HIV ועברה להילחם במחלות אחרות.

מאז הוחלפו "אצבעות אבץ"טכנולוגיית עריכת גנום חדשה - מערכת CRISPR / Cas9. זה שונה באופן חיובי בכך שלא חלבונים אחראים לזהות דנ"א בו, אלא מולקולת רנ"א, המהירה יותר לסינתזה וקלה יותר לייחוד לרצף מסוים.

HIV  - בעל שיא למוטציות

לנגיף החיסון יש כמה אסטרטגיותהישרדות. ראשית, משך מהלך המחלה: הנגיף זקוק לו על מנת שלאדם יהיה זמן להעביר את הזיהום לאנשים אחרים. שנית, הנגיף מרוויח מעצם כניסת הפתוגן לגוף, ובמיוחד מדרך ההעברה המינית.

הוכח כי לנשים יש סיכוי גבוה פי 3 להידבק מבן זוג נגוע. זאת בשל מבנה איברי המין והכמות הגדולה של נוזל הזרע אצל גברים. 

אסטרטגיית ההישרדות השלישית של נגיף החיסון- כניסתו למערכת החיסון האנושית. ולבסוף, "המצאה" נוספת של HIV במאבק ההישרדות - מוטציות, שעבורו מהוות ערובה לכך שהתגובה החיסונית של הנגועים לא תוכל לפגוע בו. לוקח זמן להתרחש תגובה חיסונית. לדוגמא, אם אדם חולה בשפעת, אז לוקח למערכת החיסון בערך שבוע להפעיל ולהשמיד את הנגיף. אך HIV משתנה כל כך מהר, עד שהחסינות המתעוררת אצל אדם נגוע פשוט לא תזהה את הנגיף בעוד שבוע.

חיסון נגד HIV

בתחילת דצמבר 2020, ראש רוספוטרבנדזוראנה פופובה דיברה על "מידת המוכנות הגבוהה" של החיסון הרוסי ל-HIV. מפתחיו אישרו לכתבים שבשלב הראשון של הניסויים הקליניים, 100 אחוז מהמתנדבים פיתחו נוגדנים לנגיף. אגב, מאמר עם הדו"ח שלהם התפרסם עוד ב-2016. 

החיסון שפופובה דיברה עליו ("CombiHIVvac") מפותח על ידי מרכז הוקטור נובוסיבירסק. 

על פי מנגנון הפעולה, "CombiHIVvac" מתייחסחיסונים לפוליאפיטופים. זהו חלקיק מלאכותי דמוי וירוס, כלומר "קופסת חלבון", שבתוכה יש DNA מעגלי עם כמה גנים ויראליים.

עיצוב כזה אמור לעורר חשד מיד.בשני ענפי חסינות. תאי B צריכים להגיב לחלבונים על פני השטח ולהתחיל לייצר נוגדנים ספציפיים לנגיף. ו- DNA חייב להיכנס לתאים אנושיים ולגרום להם לאסוף גם כמה חלבוני שטח של הנגיף - ולהכניס אותם לתאי T.

אך הדבר היחיד שאנו יודעים על ביצועי ה- CombiHIVvac כיום הוא תוצאות השלב הראשון של בדיקותיו, שפורסמו בשנת 2016 בכתב העת Bioorganic Chemistry.

נוגדנים מדמם של מתנדבים נוטרלותת-סוגים שונים של הנגיף בעלי יעילות שונה. שישה חודשים לאחר החיסון, אפשרות A / 392 יכולה "לנטרל" נוגדנים אצל 71 אחוז מהמשתתפים, ואופציה B / PV04 - 29 אחוז בלבד. ושנה לאחר ההזרקות, אף אחד מהנבדקים של הנוגדנים הללו לא נשאר בדם.

כיצד נלמד כיום HIV

בסוף מאי 2021 גילו זאת מדענים אוסטריםתפקיד המפתח של מולקולת האינוזיטול הקסאקיספוספט (IP6) במחזור החיים של סרקומה של רוס (RSV), השייכת לאותה משפחה של נגיפי RNA כמו HIV.

הצוות בחן את מנגנוני הפעולה של מולקולת IP6, המשמשת להרכבת חלקיקים של נגיף הסרקומה Rous, וזיהה את תפקידה המכריע במחזור החיים של RSV ורטרווירוסים דומים.

המולקולה עצמה מחליפה תרכובת של חומצה זרחתית ואלכוהול אינוזיטול. יצוין כי הוא נמצא בכמויות גדולות בתאים אנושיים.

המולקולה קידמה את הקשר כ-hexamers ו- pentamers, המרכיבים של הקפסיד, למבנים של שש יחידות. יחד עם זאת, עם חוסר IP6, קרומי החלבון שולבו בצורה כאוטית, מה שמנע את הופעתם של חלקיקי נגיף קיימא.

קרא עוד:

מדענים יפנים קדחו את קרקעית האוקיאנוס ליד פוקושימה בעומק של 8,000 מטר

מודל מתמטי של המוח יאפשר ל- AI לחשוב כמו אדם

אוראנוס קיבל את מעמדו של כוכב הלכת המוזר ביותר במערכת השמש. למה?