Дефектные вирусные частицы подавляют репликацию ВИЧ

Одна инъекция экспериментального препарата, содержащего вирусоподобные частицы, по крайней мере на протяжении 30 недель снижает виремию у макак, инфицированных вирусом, подобным ВИЧ, и повышает из выживаемость. Такой подход может стать альтернативой текущему стандартному лечению людей, живущих с ВИЧ.

Сегодня, если инфицированный человек принимает препараты для антиретровирусной терапии (АРТ), это поддерживает неопределяемый уровень ВИЧ в крови. Однако пропуск или несвоевременное получение очередной дозы может привести к появлению устойчивого вируса. Кроме того, они вызывают многочисленные побочные эффекты. Идут активные поиски препаратов, которые могли бы применяться реже. (В частности, обсуждается потенциал ленакапавира — оригинального препарата от Gilead и его дженериков, которых пока не существует.)

Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки и Университета Калифорнии в Сан-Франциско (UCSF) проверили на приматах эффективность терапевтических интерферирующих частиц (TIP) против ВИЧ. Идея TIP возникла у руководителя исследования, вирусолога Леора Вайнбергера из UCSF, в начале 2000-х годов — сначала in silico, затем она была проверена экспериментально.

При репликации РНК-вирусов естественным образом возникают дефектные вирионы, «паразитирующие» на нормальных вирусах — сами они не могут реплицироваться и упаковывать свой генетический материал в капсиды, но используют для этого белки интактных вирусов. Такие частицы способны сильно замедлить репликацию ВИЧ в организме. Если подавление будет длительным, возможно, человеку не придется до конца жизни оставаться на АРТ. Четыре года назад Вайнбергер предложил Нэнси Хейгвуд из Орегонского университета, специалистке по тестированию вакцин и методов лечения ВИЧ на приматах, провести совместное исследование TIP.

В начале статьи описано, как были сконструированы TIP. В культуре CD4+-клеток, инфицированных ВИЧ, к 100-му дню появились дефектные интерферирующие частицы (DIP). В их геномах был делетирован участок pol-vpr длиной 2,5 тысяч нуклеотидов, иначе говоря, отсутствовали гены рибонуклеазы Н, интегразы и часть гена обратной транскриптазы. Вирионы с такой делецией могли проникать в клетки, но для продолжения цикла им было необходимо соседство нормальных вирусов. 

Однако в последующих раундах репликации только 30% интегрированных в клеточные геномы провирусов приходилось на DIP, хотя их доля среди вирусных частиц в клетках была намного больше. При этом математические модели показывали, что базовое репродуктивное число TIP должно превышать единицу — TIP должны размножаться и проникать в клетки достаточно быстро, только тогда они смогут помешать ВИЧ, конкурируя за функциональные белки. Чтобы повысить эффективность передачи TIP, в геном вернули захваченный при делеции участок, кодирующий так называемый центральный полипуриновый тракт (cPPT), а также снизили экспрессию tat, rev, vpu и env.

Наиболее впечатляющей частью работы было исследование на макаках-резусах. Детенышей макак инфицировали рекомбинантным вирусом SHIV (вирус иммунодефицита обезьян, в котором оболочечный белок env заменен на белок ВИЧ, что облегчает исследование антител против вируса). Без лечения у таких животных прогрессирует болезнь, подобная СПИД, к 15-й неделе выживает 50%.

Шести обезьянам внутривенно вводили TIP с env обезьяньего вируса, а через 24 часа — SHIV. Четыре особи, не получившие TIP, служили контролем. После этого за ними наблюдали в течение 30 недель, регулярно анализируя образцы крови и ткани из лимфатических узлов, которые могут быть резервуарами вируса. У пяти обезьян из шести были существенно более низкие уровни РНК вируса, чем в контроле, и они остались живы к концу наблюдения. У одной особи уровень РНК почти все время был ниже порога детекции. С другой стороны, у обезьян сохранялись высокие уровни ДНК и РНК TIP. У них также лучше вырабатывались антитела против оболочечного белка ВИЧ, чем в контроле, и была подавлена репликация ВИЧ в лимфоузлах.

Как показало математическое моделирование, в котором использовали данные эксперимента, одна инъекция TIP теоретически способна удерживать у человека вирусную нагрузку ниже порогового значения, установленного Всемирной организации здравоохранения (минимальный уровень, при котором происходит передача ВИЧ). Возможно, клетки, инфицированные TIP, сохранятся и на фоне антиретровирусной терапии, и тогда, если человек прервет АРТ, это не будет фатальным.

Исследователи не наблюдали рекомбинации (обмена генетическим материалом между вирусами, проникшими в одну клетку) между TIP и вирусом иммунодефицита обезьян.

Также TIP были протестированы на ВИЧ-инфицированных человеческих клетках в культуре и на гуманизированных мышах. Единичная инъекция TIP подавляла репликацию вируса как в организме мышей, так и в клетках, взятых от людей, живущих с ВИЧ.

В дальнейших исследованиях на обезьянах авторы планируют выяснить, как работает однократная инъекция TIP, сделанная после того, как инфекция уже развилась и контролируется с помощью антиретровирусной терапии. В частности, они проверят, помогут ли TIP снизить риски в случае прерывания приема препарата.

Вакцина против разных штаммов ВИЧ стала на шаг ближе?