Вакцини, мутації і механізми розмноження: як наука бореться з ВІЛ

Як з'явився ВІЛ

5 червня 1981 року фахівці з Центру з контролю та профілактики захворювань США (CDC

) опублікувавши своєму невеликому бюлетені замітку про нове дивне захворювання, яке викликає несхожу на інші пневмонію, що вперше виявилася у п'ятьох молодих гомосексуалів з Каліфорнії.

Так почалася нова епідемія, на яку спочатку мало хто звернув увагу, але яка незабаром охопила всю земну кулю: за кілька років захворіли вже десятки мільйонів людей.

ВІЛ передався нам безпосередньо від мавп(проміжного «господаря», на відміну, наприклад, від коронавірусу, він не має). Серед мавп досі розповсюджується вірус SIV (Simian immunodeficiency virus — вірус імунодефіциту мавп), однак у більшості з них він не викликає патологій.

Їм можна штучно, у лабораторних умовах,заразити лише один вид мавп (макак-резус), і вони SIV викликає такі ж відхилення в імунної системі, як і в людини. Але на життєдіяльності інших видів мавп, наприклад мангобеїв, вірус взагалі не позначається.

Спочатку вчені думали, що ці примати маютьнастільки хорошою імунною системою, що просто не заражаються ВІЛ. Насправді - і це було важливим відкриттям в вірусології - у мангобеїв просто не відбувається імунної реакції на цей вірус.

Якими способами лікують ВІЛ

На 2017 рік при лікуванні ВІЛ-інфекції застосовується близько 30 препаратів, що дозволяє підібрати оптимальну терапію для кожного пацієнта.

До цього часу не розроблено методулікування ВІЛ-інфекції, яке могло б повністю усунути вірус імунодефіциту людини з організму. Це відбувається через особливості самого вірусу, який формує резервуари (санктуарії) в організмі людини.

Раніше для позначення застосовуваних схем лікуванняВІЛ застосовувався термін ВААРТ чи високоактивна антиретровірусна терапія. В даний час це визначення втратило актуальність, так як через розвиток медичної науки - будь-яка антиретровірусна терапія передбачає комплекс лікарських компонентів (від 2 до 4 в одній схемі лікування), є високоактивною і частіше використовується абревіатура АРВТ або АРТ.

Сучасна АРВТ дозволяє довгоконтролювати ВІЛ-інфекцію невизначено довго та виключає настання у пацієнта стадії СНІДу, за умови її вірусологічної ефективності та дотримання регулярного прийому препаратів (прихильності до лікування), дозволяючи ВІЛ-інфікованій людині жити повноцінним життям невизначено довго.

При використанні лікування і за умови, що ефективність ліків зберігається, тривалість життя людини обмежується НЕ ВІЛ, а лише природними процесами старіння.

В даний час першою людиною, що вилікувавсявід ВІЛ, вважається американець Тімоті Рей Браун, який отримав прізвисько «берлінський пацієнт». Однак багато дослідників вважають, що метод лікування, завдяки якому у Брауна вдалося виключити вірус з організму, не може вважатися панацеєю від ВІЛ.

5 березня 2019 рна міжнародній конференції в Сіетлі, присвяченій ретровірусів і опортуністичних інфекцій, вчені повідомили про двох обнадійливих результатах: ещЕ двоє людей, «лондонський пацієнт» і «дюссельдорфский пацієнт», знаходяться в ремісії після пересадки кісткового мозку. Лікарі навмисно використовують слово «ремісія», маючи на увазі, що у обох людей немає ознак ВІЛ, але говорити про повне вилікування рано.

Як і Браун, «лондонський пацієнт» був хворийраком, але не на лейкемію, а лімфомою Ходжкіна. Йому теж була потрібна пересадка кісткового мозку, і донора йому знайшли з такою ж мутацією, як для Брауна. Різниця в тому, що «лондонському пацієнтові» попередньо не проводили курси променевої та хіміотерапії, а пересадку кісткового мозку зробили лише один раз.

Третя людина, «дюссельдорфский пацієнт», тежхворів на лімфому, не проходив променеву терапію, і пересадку кісткового мозку йому зробили один раз, а не два. Протягом 3,5 місяців після цього, не дивлячись на припинення противірусної терапії, пацієнт залишається здоровим.

Мутація для стійкості до ВІЛ

МутаціяCCR5Δ32робить Т-клітини людини стійкими до зараженняВІЛ. Пересадка клітин крові від донора з мутацією може врятувати хворого від інфекції — як це було у випадку з «берлінським пацієнтом», а потім із «лондонським» і, можливо, «дюссельдорфським».

Однак в Європі носіїв цієї мутації всьогокілька відсотків від населення і підібрати повністю сумісного донора досить складно. А в деяких країнах, наприклад, в Китаї, де носіїв практично немає, це і зовсім перетворюється в нездійсненне завдання.

Сучасні технології редагування геномудозволяють обійтися без донора. Для цього потрібно взяти власні клітини пацієнта та ввести у них необхідну мутацію або просто зруйнувати відповідний ген. Вперше на це наважилася компаніяSangamo Therapeutics: у 2014 році вони прозвітували про перше клінічне випробування

Для редагування геному дослідникивикористовували нуклеазу "цинкові пальці". Це фермент, у складі якого є ділянки — власне, «пальці» — здатні розпізнати певну послідовність ДНК, і ділянку, здатний внести розрив у нитку ДНК поруч із цією послідовністю.

У 12 пацієнтів забрали Т-клітини крові, внесли вїх геном зміна і повернули в організм. У цей момент випробовуваних перестали лікувати від ВІЛ. Відредаговані клітини прижилися в тілі пацієнтів, однак зробити їх повністю стійкими не змогли - всім, крім одного, довелося повернутися до антиретровірусної терапії. Після цього Sangamo Therapeutics припинила свої розробки ліків від ВІЛ і переключилася на боротьбу з іншими хворобами.

З тих пір на зміну «цинковим пальцях» прийшланова технологія редагування генома - система CRISPR / Cas9. Вона вигідно відрізняється тим, що за розпізнавання ДНК в ній відповідають не білки, а молекула РНК, яку швидше синтезувати і простіше зробити специфічною до тієї чи іншої послідовності.

ВІЛ- рекордсмен з мутацій

У вірусу імунодефіциту є кілька стратегійвиживання. По-перше, тривалість перебігу захворювання: вона потрібна вірусу для того, щоб людина встигла передати інфекцію іншим людям. По-друге, вірусу вигідний сам спосіб потрапляння патогена в організм, особливо статевий шлях передачі.

Доведено, що можливість заразитися від інфікованого партнера у жінок у 3 рази більша. Це пов'язано з будовою геніталій та з великою кількістю насіннєвої рідини у чоловіків. 

Третя стратегія виживання вірусу імунодефіциту- його потрапляння в імунну систему людини. І нарешті, ще одне «винахід» ВІЛ в боротьбі за виживання - мутації, які для нього є гарантією, що імунна відповідь зараженого не зможе його вразити. Щоб виник імунну відповідь, потрібен час. Наприклад, якщо людина захворіла на грип, то потрібно близько тижня, щоб імунітет активізувався і знищив вірус. А ось ВІЛ мутує настільки швидко, що імунітет, що виникає у зараженої, через тиждень вірус вже просто не дізнається.

Вакцина від ВІЛ

На початку грудня 2020 року голова РосспоживнаглядуГанна Попова говорила про «високий рівень готовності» російської вакцини від ВІЛ. Її розробники підтвердили журналістам, що у першій фазі клінічних досліджень у 100 відсотків добровольців з'явилися антитіла до вірусу. До речі, статтю з їхнім звітом було опубліковано ще у 2016 році. 

Вакцину, про яку говорила Попова («КомбіВІЧвак»), розробляє Новосибірський центр «Вектор».

За механізмом дії «КомбіВІЧвак» належить дополіепітопних вакцин. Це штучна вірусоподібна частка, тобто білкова «коробка», всередині якої знаходиться кільцева ДНК із деякими вірусними генами.

Така конструкція повинна викликати підозру відразуу двох гілок імунітету. На поверхневі білки повинні зреагувати В-клітини - і почати виробляти специфічні до вірусу антитіла. А ДНК повинна потрапити всередину клітин людини і змусити їх теж збирати кілька поверхневих білків вірусу - і знайомити з ними Т-клітини.

Але єдине, що ми сьогодні знаємо про працездатність «КомбіВІЧвак» - це результати першої фази її випробувань, опубліковані в 2016 році в журналі «Біоорганічна хімія».

Антитіла з крові добровольців нейтралізувалирізні субтипу вірусу з різною ефективністю. Через півроку після щеплення варіант А / 392 могли «знешкодити» антитіла 71 відсотка учасників, а варіант B / PV04 - тільки 29 відсотків. А через рік після ін'єкцій ні у кого з випробовуваних цих антитіл в крові не залишилося.

Як сьогодні вивчають ВІЛ

В кінці травня 2021 року австрійські вчені з'ясувалиключову роль молекули инозитола гексакісфосфата (IP6) в життєвому циклі саркоми Рауса (RSV), який відноситься до того ж сімейства РНК-вірусів, що і ВІЛ.

команда вивчила механізми роботи молекули IP6, яка використовується в збірці частинок вірусу саркоми Рауса і виявила її вирішальну роль в життєвому циклі вірусу RSV, а також подібних ретровірусів.

Сама молекула підставляє собою з'єднання фосфорної кислоти і спирту инозитола. Відзначається, що в клітинах людини воно зустрічається в досить великих кількостях.

Молекула сприяла з'єднанню якгексамеров, так і з пентамер, складових частин капсида, в структури з шести ланок. При цьому при нестачі IP6 білкові оболонки з'єднувалися в хаотичному порядку, що перешкоджало появі життєздатних частинок вірусу.

Читати далі:

Японські вчені пробурили дно океану поряд з Фукусімою на глибині 8 000 метрів

Математична модель мозку дозволить ІІ мислити як людині

Уран отримав статус самої дивної планети в Сонячній системі. Чому?