У элитных контроллеров ВИЧ копии вирусного генома встроены в особые участки генома клетки

Некоторые люди, инфицированные ВИЧ-1, способны контролировать репликацию вируса без антиретровирусной терапии: их анализы на ВИЧ отрицательны. Оказалось, что вирусные геномы у них встроены в определенные области генома клетки, где им трудно активироваться. В ходе исследования американские ученые обнаружили человека, который, возможно, полностью излечился от ВИЧ. В отличие от «лондонского» и «берлинского» пациентов, ему не пересаживали костный мозг.

Изображение:

Капсид ВИЧ-1 с молекулами РНК, освобожденный от внешней оболочки

Credit:

molekuul | 123rf.com

Есть небольшая доля ВИЧ-инфицированных, в организме которых репликация ВИЧ подавлена; даже когда они не получают антиретровирусную терапию (АРТ), вирус у них в крови не определяется. Таких людей называют «элитными контроллерами», и их всего 0,5% от общего числа заразившихся. Понятно, что они вызывают большой интерес у исследователей.

Возможность контролировать репликацию ВИЧ связывали со специфическими вариациями в локусе HLA класса I, существованием особых высокофункциональных клеточных иммунных ответов и более эффективным уничтожением инфицированных клеток. Отмечалось также, что у элитных контроллеров невелики провирусные резервуары (число копий геномов ВИЧ, встроенных в геномы клеток). Вирус иммунодефицита человека имеет РНК-геном, но после проникновения в клетку на матрице РНК синтезируется ДНК, ДНК-копия с помощью фермента интегразы встраиваются в геном клетки хозяина и сама становится матрицей для новых РНК-копий.

Американские ученые из MTI, Гарвардского университета и других научных центров детально изучили вирусные резервуары у элитных контроллеров. Они использовали полноразмерное индивидуальное секвенирование провируса (FLIP-seq) — метод, который позволяет получать последовательности геномов ВИЧ, встроенных в геном человеческой клетки, и определять место встраивания. Исследовали геномы клеток крови у элитных контроллеров, у которых ВИЧ не определялся годами (от года до 24-х, медианный срок — 9 лет) и для контроля — у обычных ВИЧ-инфицированных, получавших АРТ. Авторы проанализировали 1385 провирусных геномов из образцов 64 элитных контроллеров и 2388 геномов — из образцов пациентов, получавших АРТ.

Медианное количество провирусов (как неповрежденных, так и дефектных) на одного человека у элитных контролеров было значительно ниже. У них, как правило, было меньше неповрежденных провирусов, способных к репликации, при этом доля неповрежденных вирусных геномов была выше, и меньше разнообразие геномов, полученных из клеток одного индивида. Это позволяет предположить, что встраивание вирусов в их геномы произошло на ранних стадиях болезни и с тех пор не накопилось изменений.

Секвенирование сайтов, в которые встроились вирусные геномы, подтвердило, что провирусные резервуары элитных контроллеров часто состоят из олигоклональных или почти моноклональных кластеров. В отличие от инфицированных, получавших АРТ, неповрежденные провирусные последовательности у элитных контролеров были интегрированы в специфические участки генома. Они располагались преимущественно в центромерной сателлитной ДНК и так называемом Крюппель-ассоциированном бокс-домене, который находится в генах цинковых пальцев на хромосоме 19. Эти сайты расположены в плотно упакованных участках ДНК — гетерохроматине; кроме того, они удалены от сайтов начала транскрипции и обогащены репрессивными метками. Такое расположение препятствует экспрессии провирусных генов.

Таким образом, особенность элитных контроллеров — «качество, а не количество вирусных резервуаров», отмечают авторы. По их мнению, маловероятно, что вирусы, инфицируя некоторых индивидов, по той или иной причине «предпочитают» интегрироваться в труднодоступные места. Скорее это результат действия сил иммунного отбора: провирусные последовательности, более склонные к активации, каким-то образом были устранены на раннем этапе инфекции. Авторы подчеркивают, однако, что глубокий вирусный покой, позволяющий поддерживать безлекарственный контроль над ВИЧ-1, не является постоянным или необратимым.

Интересно, что у двух элитных контроллеров первичный анализ не выявил неповрежденных провирусных геномов. Один из них поддерживал контроль над ВИЧ без лекарств в не менее 12 лет, с единственным задокументированным эпизодом виремии (56 копий РНК ВИЧ на миллилитр). У него обнаружили единственную интактную провирусную последовательность на 1,02 миллиарда проанализированных клеток периферической крови, и 21 дефектный провирус.

У второго человека был единственный эпизод виремии (93 копий РНК ВИЧ-1 на мл) за более чем 24 года наблюдения. У него так и не удалось обнаружить ни одного интактного провирусного генома. Авторы проанализировали более 1,5 миллиарда мононуклеарных клеток периферической крови и нашли только 19 дефектных, не способных к репликации копий (то есть инфекция точно была). Исследователи осторожно предполагают, что этот человек мог излечиться от ВИЧ «с помощью естественных иммуноопосредованных механизмов», хотя это и представляется невероятным. Полное очищение организма от вируса ранее наблюдалось только после трансплантации гемопоэтического костного мозга (подробнее о «лондонском» и «берлинском» пациентах на PCR.news).

Источник

Jiang, C., et al. // Distinct viral reservoirs in individuals with spontaneous control of HIV-1. // Nature, 2020, DOI:  10.1038/s41586-020-2651-8

Добавить в избранное

Вам будет интересно