Статевий шлях зараження ВІЛ можна перекрити

24/09/2014 0 комментария

Біологи натрапили на генетичний казус, за допомогою якого можна зупинити поширення ВІЛ-інфекції статевим шляхом. Виявилося, в різних органах людини вірус володіє різним геномом.
Всього лише 10 000 пар нуклеотидів ВІЛ-РНК здатні швидко мутувати, утворюючи безліч генетично різнорідних ліній - квазивидов. Однак від перебудов у вірусному геномі страждає не носій нуклеотидів, а інфікований пацієнт, так як вірус набуває стійкість до імунної системи і дії лікарських препаратів. Тим не менше за час вивчення ВІЛ-інфекції (з 1983 року) вчені все-таки виділили та описали чотири різновиди вірусу, генотипи яких сильно розрізнялися. Інше безліч квазивидов характерно для кожного інфікованого окремо.
Вірусний геном
У 2009 році колектив учених під керівництвом Рональда Свансторма (Ronald Swanstorm) з Університету Північної Кароліни (University of North Carolina) у статті Architecture and secondary structure of an entire HIV-1 RNA genome описав просторову структуру вірусної РНК. Біологи відзначили, що вивчати вірусну РНК і впливати на неї навіть складніше, ніж на ДНК. Межнуклеотидные взаємодії змушують непарну ланцюг звиватися, утворюючи різноманітні петлі і вигини.
Вивчаючи геном, біологи звернули увагу на ген поверхневого протеїну Env (від англ. Envelope - конверт), який упаковує вірусну РНК в білкову капсулу. Виявилося, що ця ділянка РНК ізольований від решти геному стабільної нуклеотидної петлицей.
Infox.ru вже писав, що здатність ВІЛ інфікувати клітини залежить від структури зовнішнього білка. Тому бажання біологів вивчити ген протеїну Env цілком обґрунтовано - отримані знання дозволять створити ліки для боротьби зі Снідом.
З сперми в кров
Хоча вірус міститься майже у всіх біологічних рідинах, отримати необхідну дозу можна тільки зі спермою або кров'ю. Так і зараження відбувається лише в тому випадку, якщо життєздатний вірус потрапляє у кровообіг. При будь-якому вигляді статевого контакту ймовірність заразитися ВІЛ у приймаючого партнера в два-вісім разів більше порівняно з вводить. Тому хворіють всі, але основними рознощиками ВІЛ-інфекції залишаються чоловіки.
Рональд Свансторм і його колеги вирішили дослідити популяції вірусу, які мешкають в крові і спермі. Тобто порівняти генотипи вірусів, які передають захворювання і які безпосередньо викликають його.
Біологи виділили вірус із сперми і крові хворих на Снід. Для чистоти експерименту проби крові і сперми забиралися тільки у тих чоловіків, які не приймали лікарські препарати. За допомогою методу індивідуального секвенування генетики склали нуклеотидний портрет гена Env для кожної з експериментальних популяцій. Порівнявши вірусні генотипи, вчені помітили, що нуклеотидні послідовності вірусів «кров'яної» популяції сильно відрізняються один від одного. Віруси сперми, навпаки, схожі один на одного як брати-близнюки.
«У крові ми не могли знайти навіть двох однакових послідовностей, не кажучи вже якомусь ідентичному множині. Аналізуючи сперму, ми багато разів отримували один і той самий результат», - говорить Рональд Свансторм. Тобто привнесений вірус сильно змінюється в крові інфікованих людей, але у спермі залишається генетично однорідним.
Центр клонування
Згідно з висновками дослідників, генетично однорідна популяція вірусів в насіннєвих шляхах формується за двома механізмами. ВІЛ швидко клонується безпосередньо в насіннєвому тракті (клональная ампліфікація), або повільно розмножується (реплікується) в Т-лімфоцитах. У насіннєвих шляхах пацієнтів Рональд Свансторм і його колеги виявили підвищений рівень деяких цитокінів (білкові сполуки, які регулюють міжсистемні і міжклітинні взаємодії), після чого стало зрозуміло, чому спрацьовують вищеописані механізми. Відомо, що цитокіни підтримують імунну систему в робочому стані. Тому активізовані клітини імунної системи (Т-лімфоцити) створюють умови для ефективного розмноження (клонування) вірусу в насіннєвих протоках.
Поки вчені не можуть зрозуміти, в якому органі полової системи відбувається клонування вірусу. Однак процес явно має обґрунтовану закономірність. Швидше за все, клони вірусу мають якісь переваги, які дозволяють їм поширюватися. У майбутньому дослідники планують детальніше розібратися з цією загадкою і щонайменше навчитися визначати джерело інфікування. Адже якщо генотип вірусу, що мешкає в спермі, залишається незмінним, то і «клонатора» можна знайти.
Результати роботи команда Свансторма описала у статті HIV-1populations in semen arise through multiple distinct mechanisms, опублікованій 19 серпня в журналі PLoS Pathogens.