Резервуаром ВИЧ в головном мозге оказалась микроглия

Ученые из США показали способность ВИЧ сохраняться в латентном состоянии в клетках микроглии головного мозга и снова активироваться после прекращения лечения. При этом вирус, изолированный из микроглиальных клеток, отличался от вируса, изолированного из клеток крови.

Основной резервуар ВИЧ в организме инфицированного пациента — циркулирующие Т-лимфоциты. Из периферической крови они могут проникать в центральную нервную систему, позволяя вирусу персистировать и там. Другим ключевым резервуаром ВИЧ являются миелоидные клетки, как было показано на мышиных моделях. В перечисленных случаях ВИЧ находится в клетках в латентном состоянии, и это затрудняет лечение. Современная антиретровирусная терапия успешно блокирует размножение вируса, но не способна элиминировать латентный ВИЧ. Из-за этого после прекращения АРТ вирус может выходить из «спячки» и провоцировать возврат инфекции.

Отдельную проблему представляет уже упомянутая способность ВИЧ персистировать в ЦНС. В частности, вирус обнаруживается в миелоидных клетках головного мозга, и наличие в них латентной формы подтверждалось на животных моделях. Кроме того, есть данные о резком увеличении вирусной нагрузки в ЦНС после прерывания АРТ, полученные на гуманизированных мышах.

Ученые решили более детально исследовать вирусный резервуар в мозге, а именно микроглию. Ее клетки способны к самообновлению и живут достаточно долго, и это может позволить латентной форме вируса сохраняться там в течение длительного времени, в том числе при АРТ.

Чтобы доказать, что миелоидные клетки головного мозга являются еще одним важным резервуаром ВИЧ, авторы разработали протокол выделения макрофагов и микроглиальных клеток из тканей мозга. Методику отрабатывали на животной модели — макаках-резусах, инфицированных вирусом иммунодефицита обезьян (ВИО) и подвергавшихся длительной АРТ. Ученые изолировали клетки из посмертных образцов мозга и после селекции получили высокочистую популяцию клеток микроглии CD11b⁺ TMEM119⁺ (специфические маркеры микроглиальных клеток), свободную от Т-клеток. В этих клетках была обнаружена как общая, так и интегрированная РНК ВИО.

Затем в исследование был взят аутопсийный материал от четырех людей-носителей ВИЧ, длительное время получавших АРТ. Авторы убедились в отсутствии Т-клеток во всех образцах. Выяснилось, что сроки взятия материала после смерти человека имели решающее значение: 90 % клеток микроглии остаются жизнеспособны, если отобраны в течение 6 часов после наступления смерти. Клетки человеческой микроглии, полученные из посмертных образцов, также были успешно культивированы.

Авторы подтвердили чистоту микроглиальной культуры при помощи droplet digital PCR (ddPCR). Этот высокочувствительный метод позволяет обнаружить одну CD3⁺ Т-клетку на миллион микроглиальных клеток, и в полученных культурах контаминации Т-клетками выявлено не было. Дальнейшее исследование микроглии обнаружило как тотальную ДНК ВИЧ, так и интегрированную провирусную ДНК. Хотя большая часть микроглиального ВИЧ оказалась транскрипционно молчащей, наличие тотальной вирусной ДНК и интегрированной провирусной ДНК свидетельствует о персистенции в клетках микроглии, несмотря на АРТ.

Также выяснилось, что латентная ВИЧ-инфекция микроглии отличается от таковой в Т-клетках — микроглиальный вариант латентного вируса интенсивней реагировал на на эпигенетические регуляторы. В частности, ингибитор гистондеацетилазы SAHA индуцировал синтез вирусной РНК в клетках микроглии. Интересно, что при этом NF-κB сигналинг, один из ключевых путей контроля экспрессии ВИЧ в других частях организма, не влиял на латентный ВИЧ в головном мозге.

Выделенный из образцов микроглии ВИЧ мог инфицировать как клетки микроглии, так и клетки крови, но репликация в последних была гораздо эффективнее. Секвенирование участков вирусного генома показало, что ВИЧ, изолированный из микроглии, представляет собой специфичную для ЦНС линию, адаптировавшуюся к миелоидным клеткам головного мозга. Эти клоны вируса генетически и фенотипически отличаются от вариантов, выделенных из периферической крови тех же доноров.

Таким образом, в головном мозге ВИЧ-инфицированного может быть резервуар вируса. Полученные результаты подтверждают предположение о том, что микроглия может стать источником рецидива после прекращения АРТ.

Активность комплекса SMC5/6 обеспечивает латентность ВИЧ-1