Szczepionki, mutacje i mechanizmy reprodukcji: jak nauka zwalcza HIV

Jak pojawił się HIV

5 czerwca 1981 r. eksperci z Amerykańskiego Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC)

) opublikował w swoim małym biuletynie notatkę o nowej dziwnej chorobie wywołującej zapalenie płuc, w przeciwieństwie do innych, która po raz pierwszy pojawiła się u pięciu młodych homoseksualistów z Kalifornii.

Tak rozpoczęła się nowa epidemia, na którą początkowo zwracało uwagę niewiele osób, ale wkrótce ogarnęła cały świat: po kilku latach zachorowały dziesiątki milionów ludzi.

HIV został nam przekazany bezpośrednio od małp(w przeciwieństwie np. do koronaawirusa nie ma pośredniego „gospodarza”). Wirus SIV (małpi wirus niedoboru odporności) wciąż rozprzestrzenia się wśród małp, jednak u większości z nich nie powoduje patologii.

Mogą sztucznie, w warunkach laboratoryjnych,Zaraża tylko jeden gatunek małp (makaki rezusy), a u nich SIV powoduje takie same nieprawidłowości w układzie odpornościowym jak u ludzi. Ale wirus nie wpływa na aktywność życiową innych gatunków małp, takich jak mangaby.

Początkowo naukowcy sądzili, że te naczelne posiadałytak dobry układ odpornościowy, że po prostu nie zarażają się wirusem HIV. W rzeczywistości - i to był ważny przełom w wirusologii - Mangobey po prostu nie mają odpowiedzi immunologicznej na tego wirusa.

Jakie metody stosuje się w leczeniu HIV

W 2017 roku w leczeniu zakażenia HIV stosuje się około 30 leków, co umożliwia dobranie optymalnej terapii dla każdego pacjenta.

Do chwili obecnej nie opracowano żadnej metodylekarstwo na zakażenie wirusem HIV, które mogłoby całkowicie wyeliminować ludzki wirus niedoboru odporności z organizmu. Dzieje się tak ze względu na cechy samego wirusa, który tworzy rezerwuary (sanktuaria) w organizmie człowieka.

Wcześniej, aby wskazać stosowane schematy leczeniaHIV określano jako HAART, czyli wysoce aktywną terapię antyretrowirusową. Obecnie definicja ta straciła na aktualności, ponieważ w związku z rozwojem nauk medycznych każda terapia przeciwretrowirusowa obejmuje kompleks składników leczniczych (od 2 do 4 w jednym schemacie leczenia), jest wysoce aktywna, a skrót ART lub ART jest coraz częściej używany. 

Nowoczesna SZTUKA pozwala na długoterminowąkontrolować zakażenie wirusem HIV w nieskończoność i wykluczać wystąpienie AIDS u pacjenta, pod warunkiem jego skuteczności wirusologicznej i przestrzegania regularnych leków (przestrzeganie leczenia), umożliwiając osobie zakażonej wirusem HIV pełne życie przez czas nieokreślony.

Przy zastosowaniu leczenia i pod warunkiem utrzymania skuteczności leków, oczekiwana długość życia człowieka nie jest ograniczona przez HIV, a jedynie przez naturalne procesy starzenia.

Obecnie pierwsza osoba, która odzyskała zdrowiez HIV, uważany jest Amerykanin Timothy Ray Brown, nazywany „berlińskim pacjentem”. Jednak wielu badaczy uważa, że ​​metoda leczenia, dzięki której Brown był w stanie wyeliminować wirusa z organizmu, nie może być uważana za panaceum na HIV.

5 marca 2019 r.Na międzynarodowej konferencji w Seattle poświęconej retrowirusom i infekcjom oportunistycznym naukowcy poinformowali o dwóch zachęcających wynikach: dwie kolejne osoby, „pacjent z Londynu” i „pacjent z Düsseldorfu”, są w stanie remisji po przeszczepieniu szpiku kostnego. Lekarze celowo używają słowa „remisja”, co oznacza, że ​​obie osoby nie mają oznak zakażenia wirusem HIV, ale jest za wcześnie, aby mówić o całkowitym wyleczeniu.

Podobnie jak Brown, „pacjent z Londynu” był choryraka, ale nie białaczki, ale chłoniaka Hodgkina. Potrzebował również przeszczepu szpiku kostnego i znaleziono dla niego dawcę z taką samą mutacją jak dla Browna. Różnica polega na tym, że „pacjent z Londynu” nie otrzymywał wcześniej kursów radioterapii i chemioterapii, a przeszczep szpiku kostnego był wykonywany tylko raz.

Trzecia osoba, „pacjent z Düsseldorfu”, równieżchorował na chłoniaka, nie był leczony radioterapią i otrzymał przeszczep szpiku raz, a nie dwa razy. Przez 3,5 miesiąca po odstawieniu leczenia przeciwwirusowego pacjent pozostaje zdrowy.

Mutacja pod kątem odporności na HIV

MutacjaCCR5Δ32sprawia, że ​​ludzkie komórki T są odporne na infekcjeHIV. Przeszczep krwinek od dawcy z mutacją może uchronić pacjenta przed infekcją – tak jak miało to miejsce w przypadku „pacjenta z Berlina”, a następnie z pacjentem „Londyn” i ewentualnie „Dusseldorf”.

Jednak w Europie nosicielami tej mutacji są tylkokilka procent populacji i dość trudno jest znaleźć w pełni zgodnego dawcę. A w niektórych krajach, na przykład w Chinach, gdzie praktycznie nie ma przewoźników, staje się to w ogóle zadaniem niemożliwym.

Nowoczesne technologie edycji genomusprawić, że będzie można obejść się bez dawcy. Aby to zrobić, musisz pobrać własne komórki pacjenta i wprowadzić do nich niezbędną mutację lub po prostu zniszczyć odpowiedni gen. To pierwsza taka decyzja firmy.Terapia Sangamo: Zgłosili swoje pierwsze badanie kliniczne w 2014 roku.

Naukowcy do edycji genomuużywana nukleaza palca cynkowego. Jest to enzym zawierający sekcje – właściwie „palce” – które potrafią rozpoznać określoną sekwencję DNA oraz sekcję, która może wprowadzić przerwę w nici DNA obok tej sekwencji.

Limfocyty T krwi pobrano od 12 pacjentów, wprowadzono doich genom zostaje zmieniony i zwrócony do organizmu. W tym momencie badani nie byli już leczeni na HIV. Edytowane komórki zakorzeniły się w ciałach pacjentów, ale nie mogły uczynić ich całkowicie odpornymi - wszyscy oprócz jednego musieli wrócić do terapii antyretrowirusowej. Następnie Sangamo Therapeutics zaprzestało opracowywania leków na HIV i przestawiło się na walkę z innymi chorobami.

Od tego czasu „cynkowe palce” zostały zastąpione przeznowa technologia edycji genomu - system CRISPR / Cas9. Różni się korzystnie tym, że to nie białka są odpowiedzialne za rozpoznawanie w nim DNA, ale cząsteczka RNA, która jest szybsza w syntezie i łatwiejsza do specyficznej dla określonej sekwencji.

HIV — rekordzista pod względem mutacji

Wirus niedoboru odporności ma kilka strategiiprzetrwanie. Po pierwsze, czas trwania choroby: wirus potrzebuje tego, aby dana osoba miała czas na przeniesienie infekcji na inne osoby. Po drugie, wirus czerpie korzyści z samego sposobu, w jaki patogen wnika do organizmu, zwłaszcza drogą płciową.

Udowodniono, że kobiety są 3 razy bardziej narażone na zakażenie od zakażonego partnera. Wynika to z budowy narządów płciowych i dużej ilości nasienia u mężczyzn. 

Trzecia strategia przeżycia wirusa niedoboru odporności- jego wejście do układu odpornościowego człowieka. I wreszcie kolejny „wynalazek” HIV w walce o przetrwanie – mutacje, które są dla niego gwarancją, że odpowiedź immunologiczna zarażonego nie będzie w stanie go uderzyć. Wystąpienie odpowiedzi immunologicznej wymaga czasu. Na przykład, jeśli dana osoba zachoruje na grypę, aktywacja i zniszczenie wirusa zajmuje systemowi odpornościowemu około tygodnia. Ale HIV mutuje tak szybko, że odporność, która powstaje u zakażonej osoby, po prostu nie rozpozna wirusa po tygodniu.

Szczepionka przeciwko HIV

Na początku grudnia 2020 r. szef RospotrebnadzoruAnna Popova mówiła o „wysokim stopniu gotowości” rosyjskiej szczepionki przeciwko wirusowi HIV. Jego twórcy potwierdzili dziennikarzom, że w pierwszej fazie badań klinicznych u 100 procent ochotników wytworzyły się przeciwciała przeciwko wirusowi. Nawiasem mówiąc, artykuł z ich raportem ukazał się już w 2016 roku. 

Szczepionka, o której mówiła Popova („CombiHIVvac”) jest opracowywana przez Nowosybirskie Centrum Wektorowe. 

Zgodnie z mechanizmem działania, do którego odnosi się „CombiHIVvac”.szczepionki poliepitopowe. Jest to sztuczna cząsteczka wirusopodobna, czyli białkowe „pudełko”, wewnątrz którego znajduje się kolisty DNA z niektórymi genami wirusowymi.

Taki projekt powinien od razu wzbudzić podejrzenia.w dwóch gałęziach odporności. Komórki B powinny reagować na białka powierzchniowe i zacząć wytwarzać przeciwciała specyficzne dla wirusa. A DNA musi dostać się do ludzkich komórek i sprawić, by zbierały również kilka białek powierzchniowych wirusa - i wprowadzały je do komórek T.

Ale jedyne, co wiemy o działaniu CombiHIVvac dzisiaj, to wyniki pierwszej fazy jego testów, opublikowane w 2016 roku w czasopiśmie Bioorganic Chemistry.

Przeciwciała z krwi ochotników zostały zneutralizowaneróżne podtypy wirusa o różnej skuteczności. Sześć miesięcy po szczepieniu opcja A/392 mogła „neutralizować” przeciwciała u 71 procent uczestników, a opcja B / PV04 – tylko 29 procent. A rok po zastrzykach żaden z badanych nie miał tych przeciwciał we krwi.

Jak dziś bada się HIV

Pod koniec maja 2021 r. dowiedzieli się austriaccy naukowcykluczowa rola cząsteczki heksakifosforanu inozytolu (IP6) w cyklu życiowym mięsaka Rousa (RSV), który należy do tej samej rodziny wirusów RNA co HIV.

Zespół zbadał mechanizm działania cząsteczki IP6, która jest wykorzystywana do tworzenia cząsteczek wirusa mięsaka Rousa, i zidentyfikował jej kluczową rolę w cyklu życiowym RSV i podobnych retrowirusów.

Sama cząsteczka zastępuje związek kwasu fosforowego i alkoholu inozytolowego. Należy zauważyć, że występuje w dużych ilościach w komórkach ludzkich.

Cząsteczka promowała połączenie jakoheksamery i pentamery, składniki kapsydu, w struktury składające się z sześciu jednostek. Jednocześnie, przy braku IP6, błony białkowe zostały połączone w sposób chaotyczny, co zapobiegło pojawianiu się żywych cząstek wirusa.

Czytaj więcej:

Japońscy naukowcy przewiercili dno oceanu w pobliżu Fukushimy na głębokości 8 000 metrów

Matematyczny model mózgu pozwoli AI myśleć jak człowiek

Uran uzyskał status najdziwniejszej planety w Układzie Słonecznym. Dlaczego?