Группа исследователей, возглавляемая учеными Медицинского колледжа Вейлла Корнелла, нашла способ ограничить репликацию наиболее распространенной формы ВИЧ в ключевой момент, когда инфекция только начинает развиваться. Исследование, опубликованное 25 июня в Nature Communications, пролило свет на потенциальный новый элемент иммунитета человека против ВИЧ-1 и могло бы предоставить новую мощную стратегию – возможно, как часть вакцины против ВИЧ – для ограничения тяжести заболевания, которое затрагивает 35 миллионов человек во всем мире и от которых нет лекарства.
Передающийся через жидкости организма, вирус ВИЧ-1 процветает, заражая и разрушая ключевые иммунные клетки, известные как Т-лимфоциты CD4, которые обычно обеспечивают эффективную защиту от вируса и инициируют противовирусную активность других иммунных клеток. Ученым давно известно, что вещество, вырабатываемое Т-лимфоцитами CD4, под названием интерлейкин-21 (ИЛ-21) играет важную роль в иммунной системе, активируя иммунные клетки, которые специализируются на уничтожении вирусов, таких как ВИЧ-1, и стимулируя выработку антител, которые атакуют. их. Но было неясно, как IL-21 может повлиять на ранние стадии заражения ВИЧ-1, что позволяет вирусу беспрепятственно расти и распространяться вскоре после контакта с человеком.
Исследователи из Weill Cornell, Массачусетского госпиталя Массачусетского института Рагона, Массачусетского технологического института и Гарвардского университета провели два исследования, чтобы выявить этот эффект. Исследователи создали культуру из тканей человека, в первую очередь из ткани селезенки и лимфатических узлов. После воздействия на клетки ИЛ-21 они ввели ВИЧ-1 и обнаружили, что через 72 часа культуры с ИЛ-21 содержали более чем на две трети меньше вируса, чем те, которые не получали лечения.
Вторая модель тестировала IL-21 на мышах, которым трансплантировали стволовые клетки человека, чтобы создать физиологическую среду, максимально приближенную к окружающей среде людей. В течение двух недель мыши начали вырабатывать ИЛ-21, и эффект оставался стабильным: через 14 дней более половины мышей с ИЛ-21 не демонстрировали определяемого уровня ВИЧ-1 с ИЛ-21. снижение как заболеваемости, так и масштабов заболевания.
Анализ результатов показал, что IL-21 не только запускает иммунную систему, но и препятствует репликации вируса ВИЧ-1 во время критического, раннего периода его развития, когда он концентрируется в одном месте и еще не начал распространяться по телу.
"В этом исследовании выделяются компоненты иммунной системы человека, которые способны вызывать противовирусный ответ и стимулировать внутреннюю резистентность к ВИЧ-1," сказал старший автор д-р. Лори Х. Глимчер, декан Стивена и Сюзанны Вайс медицинского колледжа Вейл Корнелл. "Мы надеемся, что эти знания помогут нам еще на один шаг приблизиться к защите пациентов от этого смертельного и сложного вируса."
Снижение вирусной нагрузки происходит из-за каскада событий, инициированных ИЛ-21, одним из белков, которые Т-клетки CD4 вырабатывают, чтобы помочь им выполнять свою иммунную функцию. Исследователи обнаружили, что IL-21 инструктирует CD4 T-клетки увеличивать количество небольшой молекулы РНК. Эта молекула, микроРНК-29 (miR-29), подавляет репликацию ВИЧ-1, ограничивая количество вируса, продуцируемого инфицированными клетками.
"Наше исследование выявило потенциально мощный арсенал пациентов против вируса. Мы думаем, что ИЛ-21 – один из таких арсеналов, и что его раннее развертывание будет очень мощным средством борьбы с инфекцией," добавил Стэнли Адоро, научный сотрудник лаборатории Глимчера по медицине и ведущий автор статьи. "К сожалению, ВИЧ-1 известен тем, что снижает продукцию IL-21 у пациентов и препятствует экспрессии miR-29 в Т-клетках-мишенях CD4. Наша цель сейчас – полностью понять природу ответа IL-21 в первые дни после контакта в месте проникновения вируса и то, как ВИЧ-1 снижает количество miR-29 в целевых CD4 T-клетках."
Помимо понимания новой активности IL-21, полученные данные могут иметь значение для вакцины против ВИЧ-1. Несмотря на то, что ученые обсуждают компоненты будущей вакцины и ее корреляты защиты, существует консенсус в том, что подавление роста ВИЧ-1 на самой ранней и наиболее уязвимой стадии было бы наиболее эффективной стратегией для защиты пациентов от болезни.
"Наши исследования показывают, что мы могли бы вызвать ответ IL-21 на ранних стадиях инфекции и, помимо того, что вакцина будет делать позже в будущем, потенциально может ограничить начальные уровни вируса в организме," Глимчер сказал.