ВИЧ превращает зараженные Т-хелперы в нефункциональные Т-киллеры

Уже известно, что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ-1) инфицирует CD4⁺ Т-клетки (чаще всего они выполняют роль Т-хелперов), которые затем или погибают, или переходят в состояние покоя, становясь резервуаром для вируса. При этом ВИЧ-1 сначала использует CD4 для проникновения в клетку, а затем вирусные белки Nef и Vpu подавляют экспрессию этого белка, превращая зараженную Т-клетку в двойную негативную (CD4^–CD8^–) — она становится частью латентного резервуара ВИЧ. Этот резервуар недоступен для антиретровирусной терапии (АРТ) и может вновь активироваться при ее прекращении. Авторы статьи в Science Translational Medicine обнаружили неожиданного представителя латентного резервуара ВИЧ — Т-клетки, экспрессирующие CD8 (они обычно обладают цитотоксической функцией). 

Сперва ученые убедились, что Nef и Vpu подавляют экспрессию CD4 на поверхности первичных CD4⁺ Т-клеток. Их заражали псевдотипированным ВИЧ-1, несущим зеленый флуоресцентный белок (GFP) для подтверждения инфекции. Как и ожидалось, на выживших к 14-му дню клетках, экспрессирующих репортерный GFP, отсутствовал CD4. 

Исследователи задались вопросом, может ли инфекция ВИЧ-1 приводить к фенотипической конверсии. Чтобы проверить это, они активировали первичные CD4⁺ Т-клетки здоровых доноров, заражали их псевдотипированным ВИЧ и культивировали в среде с добавлением интерлейкина-2 (IL-2). К 14-му дню среди инфицированных клеток выделялась популяция CD4⁻CD8α⁺, которая отсутствовала в контроле без инфекции. 

Уже на третий день после заражения часть Т-клеток экспрессировала CD8α, но не CD4 уже на 3-й день после инфицирования. Более 90% этой субпопуляции также экспрессировало CD8β, что указывает на наличие классических гетеродимеров CD8αβ. Дальнейший анализ показал, что конверсия происходила при заражении различными штаммами ВИЧ, в том числе первичными изолятами от ВИЧ-положительных людей.

Т-клеточный рецептор (TCR) служит стабильным и специфичным для определенной линии маркером, поскольку его клонотип не изменяется в зависимости от экспрессии CD4 и CD8. Авторы получили CD4⁺ и CD8⁺ T-клетки здоровых доноров, инфицировали их псевдотипированным ВИЧ и секвенировали TCR разных субпопуляций. В анализ включили индуцированные CD8⁺ Т-клетки, индуцированные двойные негативные, общую популяцию зараженных CD4⁺ Т-клеток и отрицательные контроли. Анализ репертуара TCR показал, что в основном происходила клональная экспансия двойных негативных и индуцированных CD8⁺ Т-клеток. Отследив происхождение клеток по TCR, ученые подтвердили, что заражение ВИЧ приводило к конверсии CD4⁺ в CD8⁺ T-клетки. 

Также авторы секвенировали тотальную РНК Т-клеток и показали, что инфекция ВИЧ-1 не просто индуцирует экспрессию CD8, а перепрограммирует CD4⁺ T-клетки в другую линию. Однако индуцированные CD8⁺ T-клетки имели уникальные особенности транскриптома и отличались от нормальных CD8+ T-клеток.

Ключевое отличие состояло в том, что индуцированные CD8⁺ T-клетки не обладали цитотоксической активностью. При культивировании с зараженными CD4⁺ T-клетками они не уничтожали их, как это делали нормальные CD8⁺ T-клетки. При этом сами они не были защищены от цитотоксичности со стороны функциональных CD8⁺ Т-лимфоцитов. 

Исследователи также проанализировали Т-клетки людей, живущих с ВИЧ. Они сопоставили последовательности провируса, встроенные в геном клеток, и сайты интеграции. Анализ подтвердил, что инфицированные CD8⁺ T-клетки происходят из клонов CD4⁺ T-клеток. 

Наконец, авторы проверили, сохраняют ли индуцированные CD8⁺ Т-клетки специфичность к HLA класса II, характерную для их предшественников — CD4⁺ T-клеток. Они подвергли CD4⁺ Т-клетки и CD8⁺ Т-клетки здоровых доноров и людей, живущих с ВИЧ, воздействию пептидов HLA-II. Это стимулировало экспансию CD4⁺ T-клеток в обоих случаях, а вот экспансия CD8⁺ T-клеток в ответ на пептиды HLA-II наблюдалась только у тех, которые были получены от ВИЧ-положительных доноров. Антигенспецифичность индуцированных CD8⁺ T-клеток «наследовалась» от их CD4⁺ предшественников. 

Авторы предполагают, что при активации индуцированные CD8⁺ Т-клетки могут размножиться в организме человека, живущего с ВИЧ, что потенциально приведет к возобновлению виремии. Однако точную роль этого скрытого резервуара ВИЧ еще предстоит выяснить. 

Активированные NK-клетки уничтожают резервуары ВИЧ в организме