Клетки миелоидного ряда служат резервуаром ВИЧ

К настоящему времени появились доказательства тому, что ВИЧ персистирует в клетках миелоидного ряда — моноцитах крови и тканевых макрофагах — у людей, достигших вирусной супрессии с помощью антиретровирусной терапии (АРТ). Кроме того, было показано, что при прерывании терапии возможен всплеск (rebound; повторное увеличение вирусной нагрузки) латентного ВИЧ из макрофагов. Особенности миелоидного резервуара ВИЧ могут создать сложности для потенциальной эрадикации вируса, однако изучить их довольно сложно. Одна из проблем — отсутствие адекватного метода анализа. Ученые из США разработали такой метод и применили его к когорте пациентов, живущих с ВИЧ и принимающих АРТ.

Моноциты, содержащие способный к репликации вирус, могут выходить из кровотока и дифференцироваться в макрофаги, восполняя резервуар тканевых макрофагов. Авторы новой работы сосредоточились на макрофагах, произошедших от моноцитов (monocyte-derived macrophages, MDM). Новый метод количественного анализа роста вируса из макрофагов (MDM-QVOA) основан на аналогичном методе анализа для вируса иммунодефицита обезьян, однако модельные обезьяны, в отличие от человека, не получают АРТ в течение длительного времени.

Ученые использовали образцы от 15 мужчин с ВИЧ; у четырех из них наблюдалась виремия, остальные 11 достигли продолжительной вирусной супрессии с помощью препаратов. С помощью этих образцов они подобрали оптимальные условия для анализа. Так, T-клетки линии MT-4, добавленные в среду к MDM, стимулировали выход вируса и его инфекционную активность. Лучшим способом активировать латентный ВИЧ была обработка макрофагов PMA. Миелоидные клетки могут быть загрязнены T-клетками, содержащими вирус, и авторы экспериментально доказали, что небольшая примесь T-клеток не влияет на результаты MDM-QVOA.

Итоговый протокол MDM-QVOA состоял из следующих этапов. Исследователи получали мононуклеарные клетки из периферической крови пациента с длительной супрессией ВИЧ, а затем выделяли из них моноциты. Моноциты культивировали в течение семи дней, за это время они дифференцировались в MDM. После этого MDM активировали, добавляли к ним MT-4, в нескольких временных точках оценивали присутствие нуклеиновых кислот вируса в супернатанте, а на 19-й день собирали клетки и с помощью количественной ОТ-ПЦР определяли нуклеиновые кислоты ВИЧ в них. На каждом этапе культуру проверяли на заражение T-клетками. Схема анализа приведена на иллюстрации.

Часть мононуклеаров периферической крови сохраняли, выделяли из них CD4+ T-клетки и проводили анализ CD4-QVOA по протоколу, опубликованному ранее.

Сначала ученые применили MDM-QVOA и CD4-QVOA к образцам от 10 пациентов с длительной супрессией ВИЧ. Они подтвердили присутствие ДНК ВИЧ в MDM. Ее концентрация была примерно в 10 раз меньше, чем в CD4+ T-лимфоцитах, при этом она оставалась стабильной и не изменялась при дифференциации моноцитов в MDM.

На следующем этапе они проанализировали ДНК ВИЧ в моноцитах и CD4+ T-клетках 30 пациентов, принимающих АРТ, с помощью метода IPDA. Провирус, интактный или с дефектами на 5’- и 3’-концах, обнаружился в клетках обоих типов у всех участников. В целом содержание провируса было выше в T-клетках, однако при анализе только интактной формы различия становились незначимыми. Авторы отмечают, что интактный провирус в моноцитах может оказаться способным к репликации при их дифференцировке.

Возможность реактивации вируса из MDM подтвердилась в последующих QVOA-экспериментах. Моноциты крови живут всего несколько дней, а тканевые макрофаги — предположительно от нескольких месяцев до нескольких лет. Чтобы определить, можно ли считать MDM персистирующим резервуаром ВИЧ, ученые в течение трех-четырех лет отбирали образцы у одних и тех же пациентов. В каждой временной точке из образцов выделялись MDM со способным к реактивации вирусом. Это подтверждает предположение о том, что моноциты, несущие ВИЧ, могут заселять ткани во время вирусной супрессии.

Авторы также продемонстрировали, что высокая нагрузка ДНК ВИЧ в MDM повышает вероятность формирования резервуара, способного к реактивации. Кроме того, вирус, вышедший из MDM, способен инфицировать CD4+ T-клеток, а значит, MDM могут вносить вклад в вирусный всплеск на фоне прерывания АРТ. Наконец, ученые обнаружили, что ВИЧ из MDM может генетически отличаться от вируса из T-клеток. Они секвенировали ген nef вируса из клеток обоих типов от нескольких индивидов. В ряде случаев последовательности из MDM и T-клеток, полученных от одного пациента, различались. Возможно, такие пациенты были инфицированы более, чем одним вариантом ВИЧ. Это также означает, что реактивация MDM и T-клеток может привести к репликации разных вирусов.

По мнению авторов, это означает, что миелоидный резервуар должен учитываться при разработке терапии ВИЧ. В дальнейшем команда планирует определить подтип моноцитов, несущих ДНК ВИЧ, и отследить их источник.

Третий человек назван излечившимся от ВИЧ