TAKTO SE HIV ROZHODNE AKTIVOVAT

Vědci zjistili, že molekulární mechanismus, který podporuje rozhodnutí HIV zůstat v aktivním nebo nečinném stavu. To může vést k novým terapiím, které fungují tak, že udržují virus v trvale nečinném stavu.

Dozvědět se více o procesu rozhodování o HIV by nám mohlo pomoci v boji proti němu.

Studie vedená týmem z Gladstone Institutes v San Francisku v Kalifornii obsahuje článek, který je nyní publikován v časopise Buňka.

Zjištění mohou také vysvětlit rozhodnutí o osudu buněk, která se vyskytují jinde v biologii - například to, jak se kmenové buňky rozhodují, zda zůstanou jako kmenové buňky, nebo se dělí na specializované buňky, včetně buněk mozku nebo srdce, když se rozdělí.

Hlavní autor studie Prof. Leor S. Weinberger, ředitel Centra pro buněčné obvody v Gladstone Institutes, přirovnává postup k tomu, jak „rozhodujeme o svých sázkách“, když rozhodujeme o finančních investicích.

V rámci „ochrany před volatilitou na trhu“ se můžeme rozhodnout umístit některé fondy do vysoce rizikových akcií s potenciálně vysokými výnosy a zbytek do nízkorizikových možností s nízkým výnosem.

"Podobně," vysvětluje, "HIV pokrývá své základny v těkavém prostředí generováním jak aktivních, tak spících infekcí."

Latentní zásobník HIV

Jakmile HIV vstoupí do lidského těla, vloží svůj genetický materiál do DNA „hostitelských“ imunitních buněk. Tímto způsobem může HIV přinutit buněčné vybavení k pořizování kopií viru.

Některé imunitní buňky infikované HIV však přecházejí do nečinného nebo latentního stavu a nevytvoří nový virus. HIV se v této „latentní nádrži“ může skrývat po dlouhou dobu.

Současná léčba HIV je vysoce účinná při snižování množství aktivního viru v těle. Nejsou však tak dobří v boji proti spícímu HIV, který se může znovu aktivovat, jakmile léčba skončí. To je jeden z hlavních důvodů, proč ještě nemůžeme vyléčit HIV.

V předchozí práci profesor Weinberger a jeho kolegové ukázali, že latence HIV „není náhoda“, ale záměrná „taktika přežití“.

Taktika je pro virus „evolučně výhodná“, protože v místech, kde HIV poprvé vstupuje do těla, není mnoho imunitních buněk, aby mohl napadnout, a pokud by je všechny zabil plně aktivní, nezbylo by jim pokračujte v infekci.

HIV využívá „hluk genové exprese“

Uvedením některých buněk, které napadne, do latentního stavu HIV zajišťuje, že aktivace může počkat, až budou tyto buňky přeneseny do tkáně, kde je mnohem více cílových buněk, čímž je zajištěna vyšší šance na přežití a pokračující infekci.

Tým zjistil, že HIV je schopen generovat aktivní nebo nečinný stav využitím normálního jevu uvnitř buněk, kterému se říká „náhodné výkyvy genové exprese“.

Kvůli náhodným výkyvům v genové expresi, které vědci nazývají také „hluk“, mohou dvě buňky s přesně stejnou genetickou výbavou produkovat různá množství stejného proteinu. Rozdíl může stačit k ovlivnění „funkce a osudu“ buňky.

HIV exprimuje své geny uvnitř hostitelské buňky pomocí mechanismu zvaného „alternativní sestřih“, který mu umožňuje rozdělit genetický materiál a sestavit jej v různých uspořádáních.

Neefektivní sestřih genů

Ve své studii vědci pozorovali jednotlivé buňky infikované HIV. Zjistili, že virus používá určitý druh sestřihu k řízení náhodného šumu, aby rozhodl o osudu hostitelské buňky - ať už bude aktivní nebo spící.

"Zjistili jsme," říká spoluautorka první studie Dr. Maike Hansen, výzkumná pracovnice ve skupině profesora Weinbergera, že "HIV používá k ovládání hluku obzvláště neúčinnou formu spojování."

"Je překvapivé, že kdyby to fungovalo efektivně," pokračuje, "tento mechanismus by produkoval mnohem méně aktivního viru." Ale zdánlivým plýtváním energií neefektivním procesem může HIV ve skutečnosti lépe kontrolovat své rozhodnutí zůstat aktivní. “

S pomocí nástrojů pro modelování, genetiku a zobrazování se týmu podařilo poprvé identifikovat fázi životního cyklu HIV, ve které došlo k sestřihu.

Zjistili, že k neúčinnému sestřihu nedochází během transkripce - jak se dříve myslelo - ale až po ní.

Transkripce je proces, při kterém se instrukce uchovávané v DNA kopírují do RNA a říkají buněčnému aparátu, co mají dělat nebo jaké proteiny mají dělat.

Tým dospěl k závěru, že neefektivní proces sestřihu je životně důležitý pro přežití viru a že zlepšení jeho účinnosti by mohlo být způsobem, jak jej porazit tím, že jej trvale udržíte v latentním stavu.