Amerykańscy naukowcy uważają, że układ odpornościowy niektórych pacjentów jest w stanie skutecznie przeciwstawić się ludzkiemu wirusowi niedoboru odporności bez pomocy leków. Zdaniem pracowników Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa o istnieniu tego zjawiska świadczy opisana przez nich historia przypadków zakażonych wirusem HIV małżonków ze Stanów Zjednoczonych.
Wiadomo, że w niektórych przypadkach zakażenie wirusem HIV nie prowadzi do zniszczenia układu odpornościowego pacjenta. Naukowcy różnią się w wyjaśnieniu tego rzadkiego zjawiska: według jednej wersji odporność takich pacjentów na infekcję wynika z cech ich układu odpornościowego, według innej powolny rozwój choroby tłumaczy się defektami genetycznymi organizmu samego wirusa niedoboru odporności.
Aby wyjaśnić mechanizmy niezwykłej odporności na zakażenie wirusem HIV, naukowcy sięgnęli do historii przypadku czarnej pary, która była małżeństwem od ponad dwudziestu lat. Dziesięć lat temu mężczyzna zaraził się wirusem HIV poprzez dożylne zażywanie narkotyków i wkrótce zakażenie wykryto u kobiety.
Obecnie zakażony mężczyzna jest w późnym stadium choroby: codziennie zmuszony jest przyjmować duże dawki leków antyretrowirusowych. Jednocześnie zakażenie wirusem HIV jego żony pozostaje bezobjawowe: nie wymaga ona terapii przeciwretrowirusowej, a zawartość cząstek wirusowych we krwi utrzymuje się na minimalnym poziomie.
Badania laboratoryjne próbek wirusa z krwi małżonków jednoznacznie potwierdziły, że oboje zostali zakażeni tym samym szczepem wirusa. Kolejna seria eksperymentów wykazała, że układ odpornościowy pacjentów różnie radzi sobie z infekcją wirusową. Komórki zabójcze kobiety zidentyfikowały i zniszczyły wirusa w zakażonych komórkach trzy razy szybciej niż podobne komórki mężczyzny.
W próbkach wirusa HIV pobranych od obojga partnerów wykryto mutacje zmniejszające zdolność wirusa niedoboru odporności do reprodukcji. Jednocześnie u kobiet dominowały próbki osłabionych wirusów, natomiast u mężczyzn było ich znacznie mniej. Zdaniem naukowców selekcja osłabionych wariantów wirusa, korzystna dla pacjentki, nie odegrała decydującej roli w rozwoju choroby, a wręcz przeciwnie, stała się możliwa dzięki początkowo zwiększonej aktywności jej układu odpornościowego .
Zdaniem autorów badania uzyskane przez nich dane otwierają nowe możliwości przed twórcami szczepionek i leków stosowanych w leczeniu zakażenia wirusem HIV. Uważają, że jest całkiem możliwe, że mechanizm obrony immunologicznej poszczególnych pacjentów odpornych na wirusa w przyszłości będzie można sztucznie symulować za pomocą leków. Raport z badań został opublikowany w
WSZYSTKIE ZDJĘCIA
Co dziesiąty Europejczyk nie musi bać się AIDS. Osoby te są naturalnie odporne na zakażenie wirusem HIV. Wydaje się, że odpowiedź na pytanie, dlaczego mutacja genetyczna zapewniająca taką ochronę jest częstsza w Europie niż na innych kontynentach, znaleźli biolodzy z Uniwersytetu w Liverpoolu: faktem jest, że mutacja ta prawdopodobnie chroniła przed zarazą – pisze Süddeutsche Zeitung (tłumaczenie na stronie Inopressa.ru).
Dlatego częste epidemie dżumy w średniowieczu zapewniły naturalną selekcję osób z mutacją. W końcu dżuma prowadziła do nieuniknionej śmierci, jeśli dana osoba nie miała tej mutacji, mówi kierownik badania Christopher Duncan.
Od dawna wiadomo, że mutacja w białku CCR5 zapobiega przedostawaniu się wirusa HIV do komórek układu odpornościowego. Brytyjscy naukowcy przeprowadzili symulację komputerową rozprzestrzeniania się mutacji i prześledzili jej początki. Według ich obliczeń mutacja mogła po raz pierwszy pojawić się ponad 2500 lat temu np. u jednego z mieszkańców Mezopotamii, który tym samym uzyskał odporność na pierwsze udokumentowane epidemie dżumy. Potem, podczas sporadycznych epidemii, największe szanse na przeżycie mieli jego potomkowie, dzięki czemu mutacja rozprzestrzeniła się aż do XIV wieku, kiedy to stała się ochroną przed czarną śmiercią dla jednego na 20 tysięcy Europejczyków.
Ta poważna epidemia ponownie dała impuls do rozprzestrzeniania się mutacji. Brytyjscy badacze podają, że w dużych miastach, gdzie zaraza zawsze szalała najbardziej, mutacja CCR5 zaczęła ostatecznie występować u ponad 10% ludzi. Potwierdzenie swoich danych widzą przede wszystkim w tym, że w Europie mutacja genetyczna jest bardzo zróżnicowana: ma ją około 14% wszystkich Rosjan i Finów, ale tylko 4% mieszkańców Sardynii.
Jak wykazały wyniki analiz historycznych i komputerowych, dżuma szalała w Europie Północnej znacznie dłużej niż w basenie Morza Śródziemnego.
Naukowcy już wcześniej sugerowali związek pomiędzy dżumą a mutacją w białku CCR5. Nie udało się jednak znaleźć żadnego potwierdzenia.
Prace badaczy z Liverpoolu opierały się na nowym podejściu do średniowiecznych epidemii dżumy. Zgodnie z tym podejściem większość ofiar tych epidemii nie zmarła na dżumę dymieniczą, wywoływaną przez bakterię Yersinia pestis, jak często sądzono. Raczej padli ofiarą wirusa, który ostatecznie wymarł – mówią Brytyjczycy.
Podobnie jak wirus Ebola wywoływał gorączkę krwotoczną. Ten punkt widzenia podzielają inni badacze, którzy w historycznych opisach czarnej śmierci nie znaleźli prawie żadnych wzmianek o dżumie. W końcu mutacja CCR5 wcale nie chroni przed bakteriami, ale chroni przed wirusami – czytamy w publikacji.
Najprawdopodobniej ospa prawdziwa, jako możliwa przyczyna szerzenia się mutacji CCR5, zniknie. Rok temu naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley zasugerowali możliwość takiego połączenia. Jednak poważne epidemie ospy prawdziwej w Europie miały miejsce dopiero w latach 1700–1830.
„Ale aby mutacja pojawiła się u ponad 10% ludzi, potrzeba co najmniej 600 lat epidemii” – przekonuje Duncan.
Możliwe więc, że „czarna śmierć”, która szalała przez tyle lat, pozostawiła po sobie coś dobrego – konkluduje publikacja.
Proces zakaźny wywołany przez retrowirusa przebiega powoli i towarzyszy mu uszkodzenie wszystkich układów organizmu, zwłaszcza układu nerwowego i odpornościowego. Następnie dochodzi do infekcji oportunistycznych. Na tle choroby powstają również nowotwory. W wyniku takich zmian patologicznych następuje śmierć pacjenta.
Wrażliwość wirusa HIV na czynniki środowiskowe
HIV w środowisku zewnętrznym charakteryzuje się zwiększoną wrażliwością na różne czynniki. Wirus jest niszczony przez składniki wszystkich środków chemicznych o właściwościach dezynfekcyjnych. Czynnik zakaźny umiera pod wpływem wysokich temperatur i traci aktywność po podgrzaniu do 50 stopni przez pół godziny. Podczas gotowania oporność na wirusa HIV obserwuje się tylko przez kilka sekund. Aby zapewnić zniszczenie patogenu, zaleca się zapewnienie ekspozycji na wyższe temperatury, szczególnie podczas obróbki instrumentów medycznych wielokrotnego użytku.
Jednak wirus jest słabo niszczony przez promieniowanie słoneczne. Szkodliwie wpływają na nią promienie ultrafioletowe uzyskane sztucznie.
Jeśli ocenimy stabilność wirusa HIV w środowisku zewnętrznym przy stosowaniu substancji kwaśnych i zasadowych, czynnik sprawczy procesu zakaźnego traci swoją aktywność po krótkim narażeniu. Na podstawie tych informacji możemy stwierdzić, że wraz ze wzrostem wartości pH wydzieliny pochwowej prawdopodobieństwo infekcji maleje, ale ryzyko przeniesienia retrowirusa nadal pozostaje.
Mikroorganizm żyje w wodzie morskiej krócej niż czynniki wywołujące inne choroby. Nie ustalono przypadków zakażenia przez kanalizację i ścieki, co oznacza, że w takich warunkach wirus HIV w środowisku zewnętrznym nie jest wysoce aktywny. Jeśli jednak cząstki znajdują się we krwi, nasieniu lub wydzielinie z pochwy pozostającej na przedmiotach, patogeniczność patogenu może utrzymywać się przez kilka dni.
Na jakie rodzaje wpływów zewnętrznych jest odporny na wirusa HIV?
W naturalnych warunkach wirus przeżywa długo. W wyniku wysuszenia krwinek przy utrzymaniu temperatury 23-27 stopni, wirus HIV zmarł dopiero po 3-7 dniach. W cieczach o tych samych wskaźnikach jego aktywność utrzymuje się przez 15 dni. Jeśli temperatura jest wyższa i wynosi 36-37 stopni, żywotność retrowirusa pozostaje przez 11 dni. W zamrożonych składnikach krwi patogen może pozostać nienaruszony przez lata, dlatego oddana krew musi podlegać najwyższemu poziomowi kontroli.
Oporność na wirusa HIV obserwuje się w niskich temperaturach. Według wyników badań, po zamrożeniu krwi czynnik zakaźny może przeżyć około 10 lat lub dłużej. Wirus HIV jest odporny na zamarzanie i działanie niskich temperatur plemników. Zachowuje żywotność w nasieniu przez kilka miesięcy, dlatego też należy starannie dobierać dawców nasienia. Ustalono także zawartość wirusa w organizmie owadów żywiących się krwią. Nie odnotowano jednak przypadków przeniesienia infekcji w wyniku ukąszenia.
HIV jest odporny na temperaturę pokojową. Są to idealne warunki do jego stabilnej egzystencji. W temperaturze 4 stopni w wysuszonej krwi czynnik zakaźny utrzymuje się przez 7 dni. W wyniku zamarznięcia do temperatury -70 stopni wirus pozostaje aktywny i może zostać przeniesiony na zdrową osobę. W zużytych strzykawkach mikroorganizm przeżywa około 30 dni.
Odporność wirusa HIV na czynniki środowiskowe różni się w zależności od warunków. W niektórych przypadkach wirus żyje długo, dlatego aby uchronić się przed infekcją, należy przestrzegać środków bezpieczeństwa, które zmniejszą istniejące ryzyko. Identyfikacja przypadków utrzymywania się wirusa HIV (AIDS) w środowisku zewnętrznym pozwala maksymalnie chronić ludność przed zakażeniem domowym groźną chorobą.
Witam wszystkich, Olga Ryshkova jest z wami. Ostatnim razem rozmawialiśmy o tym, czym są mutacje, jak i gdzie występują oraz czy są dla nas szkodliwe, czy korzystne. Czy wiesz, że dzięki mutacjom jest wśród nas 10% osób, które w żadnym wypadku nie zakażą się wirusem HIV ani AIDS? Są to osoby posiadające wrodzoną odporność na wirusa HIV. Jak to zdobyli?
Dlaczego wirusy są przerażające?
Każdy wirus, w tym HIV, składa się z kwasu nukleinowego i otoczki białkowej.
Wirusy tak bardzo nas przerażają ze względu na mutacje i dużą szybkość ich rozmnażania. Częste mutacje pozwalają im uniknąć działania układu odpornościowego człowieka, który nie ma czasu na syntezę przeciwciał przeciwko coraz to nowym zmutowanym formom wirusów, przestaje je rozpoznawać.
Nowe zmutowane wirusy wymykają się ludzkiemu układowi odpornościowemu, co pozwala im przetrwać. Ze względu na częste mutacje ludzkiego wirusa niedoboru odporności opracowanie szczepionki przeciwko HIV zajęło dużo czasu. Wirusy szybko stają się oporne na leki, co utrudnia leczenie.
Jak działa wirus HIV?
Dostając się do ludzkiej krwi, wirus przenika do komórek układu odpornościowego, limfocytów i tam się namnaża. Pod wpływem dużej liczby nowych wirusów limfocyt umiera, wirusy dostają się do krwioobiegu i penetrują nowe limfocyty, niszcząc coraz więcej tych komórek odpornościowych.
Z biegiem czasu komórek układu odpornościowego jest coraz mniej i mówimy, że układ odpornościowy słabnie, a odporność maleje.
Osoba ma określoną liczbę limfocytów. Jeśli nie zostaną podjęte żadne środki i nie zostanie zastosowane leczenie, wirus HIV zniszczy tę liczbę komórek w ciągu 8-10 lat. Wtedy nowotwory i choroby zakaźne rozprzestrzeniają się bez przeszkód po całym organizmie i to wszystko. Odchodząc od tematu, powiem, że współczesna medycyna nie nauczyła się niszczyć wirusa HIV w limfocytach, ale robi to niezwykle dobrze, gdy wirusy wydostają się z martwych komórek, zapobiegając infekowaniu przez wirus HIV nowych komórek i zachowując odporność człowieka.
Dziedziczna odporność na zakażenie wirusem HIV.
W trakcie badań okazało się, że 10% białej populacji planety ma wrodzoną, dziedziczną odporność genetyczną na HIV-AIDS. Oznacza to, że wirus HIV może przedostać się do ich organizmu, ale nie może przeniknąć do komórek odpornościowych, czyli limfocytów. Tylko w komórkach wirusy mogą się namnażać, a w osoczu krwi komórki odpornościowe wykrywają je i niszczą. Osoby z dziedziczną odpornością na AIDS nigdy nie zarażą się wirusem HIV ani AIDS! A wszystko dlatego, że odziedziczyli tak pozytywną mutację od swoich przodków
Jak to? Skąd bierze się to dziedzictwo? W końcu znamy HIV od mniej niż czterdziestu lat, ale wiemy, że ewolucja zajmuje setki i tysiące lat, aby utrwalić i rozprzestrzenić mutację u ludzi! I dlaczego tylko biali ludzie?!
Co to za mutacja?
Osoby odporne na zakażenie wirusem HIV odziedziczyły zmutowane leukocyty od swoich przodków. Wszystkie pozostałe leukocyty zawierają receptor CCR5.
W tym miejscu wirus HIV wnika do komórki. Wirus rozpoznaje ten receptor i przyłącza się do niego. Pasują do siebie jak klucz do zamka.
U przodków osób odpornych na AIDS konfiguracja receptora CCR5 uległa zmianie, stała się inna. Ten zmutowany receptor nazywa się CCR5-delta32.
Komórki osób z receptorem CCR5-delta32 zamiast CCR5 nie akceptują wirusa. Kiedy wirus przedostaje się do krwi i szuka miejsca, do którego mógłby się przyczepić, kończy się to niepowodzeniem. Ci ludzie nie boją się AIDS.
Ta mutacja sama w sobie nie ma nic wspólnego z wirusem HIV; była to mutacja przypadkowa. Miało to miejsce, zakorzeniło się i rozprzestrzeniło, gdy ten wirus nie istniał. Można powiedzieć, że osoby z dziedziczną odpornością na HIV są po prostu szczęśliwe, że mają taki receptor na swoich limfocytach.
Dlaczego tylko biali?
Był to skutek uboczny średniowiecznej zarazy. W XIV wieku Czarna Śmierć spustoszyła Europę. Zabiła 40% populacji. Zanim rozpoczęła się pandemia dżumy, niewielka część Europejczyków, około 1 na 20 000, miała już zmutowany receptor CCR5-delta32.
Zarówno wirus dżumy, jak i HIV dostają się do układu odpornościowego w ten sam sposób, wykorzystując CCR5. Epidemia dżumy trwała długo, ludzie z receptorem CCR5 umierali, ale przeżyli ci z receptorem CCR5-delta32.
Wśród osób, które przeżyły, odsetek nosicieli mutacji wzrósł 2000 razy (1:10) i obecnie 10% Europejczyków jest odpornych na zakażenie wirusem HIV.
Przypadkowa mutacja stworzyła mur ochronny przed chorobą i 10% Europejczyków może nie bać się AIDS. Niektóre mutacje mają silny wpływ na chorobę, inne nie mają żadnego wpływu. Ta szczególna mutacja pojawiła się przez przypadek i chroni ludzi przed zakażeniem wirusem HIV. Spójrz na mapę, gdzie często występuje mutacja CCR5-delta32, dzięki której ludzie są odporni na zakażenie wirusem HIV.
Ten mechanizm obronny przed infekcją jest kluczem do leków przeciw wirusowi HIV. Istnieje lek o nazwie marawirok, który jest już stosowany w leczeniu osób zakażonych wirusem HIV. Zasada jego działania polega na tym, że wiąże się z receptorem CCR5 i zapobiega przyłączaniu się wirusa do tego receptora i przedostawaniu się go do komórki.
Kandydat nauk biologicznych A. LUSHNIKOVA. Na podstawie materiałów z Scientific American.
Ludzki wirus niedoboru odporności (HIV) został odkryty w 1983 roku w dwóch laboratoriach: w Instytucie Pasteura we Francji pod przewodnictwem Luca Montagniera oraz w National Cancer Institute (USA) Roberta Gallo i jego współpracowników. Teraz nikt nie ma wątpliwości, że HIV powoduje straszliwą chorobę, „plagę XX wieku” - AIDS (ta nazwa oznacza „zespół nabytego niedoboru odporności”). Jednak w ciągu ponad dekady historii badań narosło wiele tajemnic związanych z rozwojem tej choroby. Na przykład u niektórych osób zakażonych wirusem niedoboru odporności objawy choroby pojawiają się po kilku latach lub nie pojawiają się wcale. Okazało się, że są ludzie odporni na AIDS. Ile jest takich osób, jakie mają cechy?Czyż nie jest to klucz do leczenia tej strasznej choroby? Opublikowany artykuł jest próbą odpowiedzi na te pytania.
Tak działa ludzki wirus niedoboru odporności. Wewnątrz znajduje się materiał dziedziczny - dwie cząsteczki RNA, na powierzchni - białka otoczki.
U osoby z prawidłową odpornością komórki zabójcze niosące na swojej powierzchni cząsteczkę receptora CD8 wydzielają substancje hormonopodobne, czyli chemokiny.
Jeśli dana osoba posiada prawidłowy gen CCR5, to pod kontrolą tego genu w komórkach docelowych wytwarzane jest białko, które wraz z innym białkiem (CD4) służy jako „platforma lądowania” dla wirusa niedoboru odporności na powierzchni komórki.
Igła w stogu siana
Genetycy od dawna wiedzą o genach odporności myszy na niektóre wirusy, na przykład na wirusa białaczki. Ale czy podobne geny istnieją u ludzi, a jeśli tak, to jaka jest ich rola w ochronie przed AIDS?
Stephen O'Brien i Michael Dean oraz ich współpracownicy z amerykańskiego National Cancer Institute od wielu lat poszukiwali takich genów u ludzi.
Na początku lat 80. amerykańscy naukowcy badali wiele osób, które z tego czy innego powodu mogły zostać zarażone wirusem niedoboru odporności. Przeanalizowali tysiące próbek krwi i odkryli pozornie niewytłumaczalne zjawisko: u 10–25% badanych wirus w ogóle nie jest wykrywany, a około 1% nosicieli wirusa HIV jest stosunkowo zdrowych, ich objawy AIDS są albo nieobecne, albo bardzo słabo wyrażone, a ich układ odpornościowy W porządku. Czy u niektórych osób rzeczywiście występuje pewna odporność na wirusa? A jeśli tak, to z czym jest to powiązane?
Eksperymenty na myszach laboratoryjnych, szczurach, świnkach morskich i królikach wykazały, że o odporności na różne infekcje wirusowe często decyduje cały zestaw genów. Okazało się, że podobny mechanizm warunkuje odporność na ludzki wirus niedoboru odporności.
Wiadomo, że za produkcję niektórych białek odpowiada wiele genów. Często zdarza się, że ten sam gen istnieje w kilku zmienionych wersjach. Takie geny o „wielu twarzach” nazywane są polimorficznymi, a ich warianty mogą odpowiadać za produkcję różnych białek, które odmiennie zachowują się w komórce.
Porównując podatność na wirusy myszy posiadających wiele różnych zestawów genów i myszy z niewielką liczbą wariantów genów, naukowcy doszli do wniosku, że im bardziej zróżnicowane genetycznie były zwierzęta, tym rzadziej ulegały zakażeniom wirusem. W tym przypadku można założyć, że w zróżnicowanych genetycznie populacjach ludzkich warianty genów determinujących odporność na HIV powinny występować dość często. Analiza częstości występowania AIDS wśród Amerykanów różnych narodowości ujawniła kolejną cechę: Amerykanie pochodzenia europejskiego są bardziej odporni, podczas gdy Afrykanie i Azjaci mają oporność bliską zeru. Jak można wytłumaczyć takie różnice?
Odpowiedź na to pytanie zaproponował w połowie lat 80. amerykański wirusolog Jay Levy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Levy i jego współpracownicy próbowali dowiedzieć się, na które komórki organizmu wpływa wirus. Odkryli, że gdy wirus zainfekuje komórki odpornościowe, są one łatwo rozpoznawane przez inny typ komórek odpornościowych, zwane limfocytami T zabójczymi. Zabójcy niszczą komórki zakażone wirusem, zapobiegając dalszej replikacji wirusa. Komórki zabójcze niosą na swojej powierzchni specjalną cząsteczkę – receptor CD8. Podobnie jak antena odbiorcza „rozpoznaje” sygnały pochodzące z komórek zakażonych wirusem, a komórki zabójcze je niszczą. Jeśli z krwi zostaną usunięte wszystkie komórki niosące cząsteczkę CD8, wówczas w organizmie wkrótce znajdą się liczne cząsteczki wirusa, wirus szybko się namnaża, a limfocyty ulegają zniszczeniu. Czy to nie jest klucz do rozwiązania?
W 1995 roku grupa amerykańskich naukowców pod przewodnictwem R. Gallo odkryła substancje produkowane w komórkach zabójczych niosących cząsteczki CD8 i hamujące replikację wirusa HIV. Substancjami ochronnymi okazały się cząsteczki hormonopodobne zwane chemokinami. Są to małe białka, które przyłączają się do cząsteczek receptorów na powierzchni komórek odpornościowych, gdy komórki są kierowane do miejsca zapalenia lub infekcji. Pozostało znaleźć „bramę”, przez którą cząsteczki wirusa przedostają się do komórek odpornościowych, czyli zrozumieć, z którymi receptorami oddziałują chemokiny.
Pięta achillesowa komórek odpornościowych
Wkrótce po odkryciu chemokin Edward Berger, biochemik z Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych w Bethesda w USA, odkrył złożone białko w komórkach odpornościowych, na które wirus przede wszystkim wpływa (zwanych komórkami docelowymi). Białko to przenika przez błony komórkowe i sprzyja „lądowaniu” i fuzji cząstek wirusa z błoną komórek odpornościowych. Berger nazwał to białko „fusin”, od angielskiego słowa fusion – fusion. Okazało się, że fuzyna jest spokrewniona z białkami receptorowymi chemokin. Czy to białko służy jako „brama wejściowa” dla komórek odpornościowych, przez które przenika wirus? W tym przypadku interakcja z fuzyną innej substancji zablokuje dostęp cząsteczek wirusa do komórki: wyobraź sobie, że do zamka wkładany jest klucz i wirusowa „luka” znika. Wydawałoby się, że wszystko się ułożyło i związek między chemokinami – fuzyną – HIV nie budził już wątpliwości. Ale czy ten wzór jest prawdziwy w przypadku wszystkich typów komórek zakażonych wirusem?
Podczas gdy biolodzy molekularni odkrywali złożoną splot zdarzeń zachodzących na powierzchni komórek, genetycy nadal poszukiwali genów odpowiedzialnych za odporność na wirusa niedoboru odporności u ludzi. Amerykańscy badacze z National Cancer Institute pozyskali hodowle komórek krwi i różnych tkanek od setek pacjentów zakażonych wirusem HIV. Z tych komórek wyizolowano DNA w celu poszukiwania genów oporności.
Aby zrozumieć, jak trudne jest to zadanie, wystarczy pamiętać, że ludzkie chromosomy zawierają około 100 tysięcy różnych genów. Przetestowanie nawet setnej tych genów wymagałoby kilku lat ciężkiej pracy. Pula potencjalnych genów znacznie się zawęziła, gdy naukowcy skupili swoją uwagę na komórkach, które wirus infekuje w pierwszej kolejności – tak zwanych komórkach docelowych.
Równanie z wieloma niewiadomymi
Jedną z cech wirusa niedoboru odporności jest to, że jego geny są wprowadzane do dziedzicznej substancji zakażonej komórki i „czają się” tam przez jakiś czas. Podczas gdy ta komórka rośnie i rozmnaża się, geny wirusowe są reprodukowane wraz z własnymi genami komórki. Następnie dostają się do komórek potomnych i infekują je.
Spośród różnych osób o wysokim ryzyku zarażenia wirusem HIV wyselekcjonowaliśmy osoby zakażone wirusem oraz te, które pomimo stałego kontaktu z pacjentami nie stały się nosicielami wirusa HIV. Wśród zakażonych zidentyfikowaliśmy grupy osób stosunkowo zdrowych oraz osób z szybko rozwijającymi się objawami AIDS, które cierpiały na choroby współistniejące: zapalenie płuc, raka skóry i inne. Naukowcy badali różne opcje interakcji wirusa z organizmem ludzkim. Wydaje się, że odmienny wynik tej interakcji zależy od zestawu genów badanych osób.
Okazało się, że osoby odporne na AIDS mają zmutowane, zmienione geny receptora chemokin – cząsteczki, z którą wirus przyłącza się, aby przedostać się do komórki odpornościowej. W nich kontakt komórki odpornościowej z wirusem jest niemożliwy, ponieważ nie ma „urządzenia odbiorczego”.
W tym samym czasie belgijscy naukowcy Michael Simpson i Marc Parmentier wyizolowali gen innego receptora. Okazało się, że jest to białko, które służy również jako receptor do wiązania wirusa HIV na powierzchni komórek odpornościowych. Dopiero interakcja tych dwóch cząsteczek receptora na powierzchni komórki odpornościowej tworzy „lądowisko” dla wirusa.
Zatem głównymi „winowajcami” zakażania komórek wirusem niedoboru odporności są cząsteczki receptorowe zwane CCR5 i CD4. Pojawiło się pytanie: co dzieje się z tymi receptorami podczas oporności na HIV?
W lipcu 1996 roku amerykańska badaczka Mary Curington z Cancer Institute poinformowała, że prawidłowy gen receptora CCR5 stwierdzono jedynie u 1/5 badanych przez nią pacjentów. Dalsze poszukiwania wariantów tego genu wśród dwóch tysięcy pacjentów przyniosły zaskakujące wyniki. Okazało się, że u 3% osób, które nie zaraziły się wirusem, pomimo kontaktów z pacjentami, gen receptora CCR5 uległ zmianie, zmutował. Przykładowo podczas badania dwóch nowojorskich homoseksualistów – zdrowych, mimo kontaktów z zakażonymi osobami – okazało się, że ich komórki wytworzyły zmutowane białko CCR5, które nie było w stanie oddziaływać z cząsteczkami wirusa. Podobne warianty genetyczne znaleziono tylko u Amerykanów pochodzenia europejskiego lub osób z Azji Zachodniej, ale genów „ochronnych” nie znaleziono u Amerykanów pochodzenia afrykańskiego i wschodnioazjatyckiego.
Okazało się także, że odporność niektórych pacjentów na infekcję jest przejściowa, jeśli otrzymali „ratującą” mutację tylko od jednego z rodziców. Kilka lat po zakażeniu liczba komórek odpornościowych we krwi takich pacjentów zmniejszyła się pięciokrotnie i na tym tle rozwinęły się powikłania związane z AIDS. Zatem tylko nosiciele dwóch zmutowanych genów byli niewrażliwi na HIV.
Jednak u osób z jednym zmutowanym genem objawy AIDS nadal rozwijały się wolniej niż u nosicieli dwóch prawidłowych genów, a tacy pacjenci lepiej reagowali na leczenie.
Ciąg dalszy nastąpi
Niedawno naukowcy odkryli odmiany niezwykle agresywnych wirusów. Osób zakażonych takimi wirusami nie da się uratować nawet dzięki obecności dwóch zmutowanych genów zapewniających odporność na HIV.
Zmusza to do dalszych poszukiwań genów oporności na HIV. Niedawno amerykańscy badacze O'Brien i M. Dean wraz ze współpracownikami odkryli gen, który występując u ludzi tylko w jednym egzemplarzu, opóźnia rozwój AIDS o 2-3 lata lub więcej.Czy to oznacza, że pojawiła się nowa broń w walce z wirusem wywołującym AIDS? Najprawdopodobniej naukowcy podnieśli kurtynę skrywającą tajemnice wirusa HIV, co pomoże lekarzom w poszukiwaniu leków na „dżumę XX wieku”. Nie odnaleziono zmutowanych genów w licznych populacjach Amerykanów pochodzenia afroazjatyckiego, niemniej jednak istnieją małe grupy zdrowych osób, które miały kontakt z osobami zakażonymi. Wskazuje to na istnienie innych genów chroniących układ odpornościowy przed straszliwą infekcją. Na razie możemy tylko przypuszczać że różne populacje ludzkie wykształciły własne systemy obrony genetycznej. Najwyraźniej w przypadku innych chorób zakaźnych, w tym wirusowego zapalenia wątroby, istnieją również geny odporności na wirusy chorobotwórcze. Obecnie żaden genetyk nie wątpi w istnienie takich genów w przypadku wirusa niedoboru odporności. Badania ostatnich lat dały nadzieję na znalezienie rozwiązania tak pozornie nierozwiązywalnego problemu, jakim jest walka z AIDS. Przyszłość pokaże, kto zostanie zwycięzcą w walce z HIV.
Nauka do opieki zdrowotnej
JAK LECZYĆ AIDS. W POSZUKIWANIU STRATEGII
Wyniki ostatnich badań dały do myślenia nie tylko naukowcom i praktykom zajmującym się problematyką AIDS, ale także farmaceutom. Wcześniej skupiano się na leczeniu skojarzonym infekcji skierowanych przeciwko wirusowi. Stosowano leki zapobiegające namnażaniu się wirusa w komórkach: newiparynę i atewirdynę. Jest to tak zwana grupa inhibitorów odwrotnej transkryptazy wirusa HIV, które uniemożliwiają wbudowanie dziedzicznego materiału wirusa do DNA komórek odpornościowych. Łączone są z analogami nukleozydów, takimi jak zydowudyna, dydanozyna i stawudyna, które łagodzą przebieg choroby. Jednak leki te są toksyczne i mają skutki uboczne dla organizmu, dlatego nie można ich uznać za optymalne. Coraz częściej zastępuje się je bardziej zaawansowanymi sposobami wpływania na HIV.
Ostatnio stało się możliwe zapobieganie „lądowaniu” cząstek wirusa na powierzchni komórek. Wiadomo, że proces ten zachodzi na skutek wiązania białka wirusowego gp120 z receptorami komórkowymi. Sztuczne blokowanie miejsc wiązania wirusa HIV za pomocą chemokin powinno chronić komórki przed inwazją wirusa HIV. Aby to zrobić, konieczne jest opracowanie specjalnych leków blokujących.
Innym sposobem jest wytworzenie przeciwciał, które będą wiązać się z receptorami CCR5, tworząc „lądowisko”. Takie przeciwciała zapobiegną interakcji tych receptorów z wirusem, zapobiegając przedostawaniu się wirusa HIV do komórek. Dodatkowo do organizmu można wprowadzić fragmenty cząsteczek CCR5. W odpowiedzi na to układ odpornościowy zacznie wytwarzać przeciwciała przeciwko temu białku, które będą również blokować dostęp do niego cząstek wirusa.
Najdroższym sposobem zabezpieczenia cząstek wirusa jest wprowadzenie nowych zmutowanych genów do komórek odpornościowych. W rezultacie montaż receptora służącego do „wylądowania” wirusa na powierzchni „operowanych” komórek zostanie zatrzymany, a cząstki wirusa nie będą mogły zainfekować takich komórek. Taka terapia ochronna wydaje się najbardziej obiecująca w leczeniu chorych na AIDS, chociaż jest bardzo kosztowna.
W leczeniu nowotworów towarzyszących AIDS lekarze najczęściej uciekają się do stosowania dużych dawek środków chemicznych i napromieniania nowotworów, co zaburza hematopoezę i wymaga przeszczepienia pacjentom zdrowego szpiku kostnego. Co się stanie, jeśli szpik kostny pobrany od osób genetycznie odpornych na zakażenie wirusem HIV zostanie przeszczepiony pacjentowi jako komórki krwiotwórcze dawcy? Można przypuszczać, że po takim przeszczepie rozprzestrzenianie się wirusa w organizmie pacjenta zostanie zatrzymane: wszak komórki dawcy są odporne na infekcję, gdyż nie posiadają receptorów pozwalających wirusowi przedostać się przez błonę komórkową. Jest jednak mało prawdopodobne, aby ten atrakcyjny pomysł został w pełni przełożony na praktykę. Faktem jest, że różnice immunologiczne między pacjentem a dawcą z reguły prowadzą do odrzucenia przeszczepionej tkanki, a czasami do poważniejszych konsekwencji, gdy komórki dawcy atakują obce komórki biorcy, powodując ich masową śmierć.
Słownik
Zabójcze komórki T- komórki odpornościowe, które niszczą komórki zakażone wirusem.
Receptory komórkowe- specjalne cząsteczki na powierzchni, które służą jako „znak identyfikacyjny” cząstek wirusa i innych komórek.
Gen receptora- gen odpowiedzialny za produkcję odpowiedniego białka.
Chemokiny- substancje hormonopodobne na powierzchni komórek odpornościowych, które hamują reprodukcję wirusa w organizmie.
Hodowlę komórkową- komórki rozwijające się poza organizmem, w pożywce z probówki.
Zmutowane geny- zmienione geny, które nie są w stanie kontrolować produkcji pożądanego białka.
Komórki docelowe- komórki odpornościowe, które są atakowane głównie przez wirusa.
Liczby i fakty
Obecnie na świecie jest 29 milionów osób zakażonych wirusem niedoboru odporności. Na AIDS wywołany tą infekcją zmarło już 1,5 miliona ludzi.
Regionem najbardziej dotkniętym AIDS jest Afryka. W Europie liderami są Hiszpania, Włochy, Francja i Niemcy. Od 1997 roku do tych krajów dołączyła Rosja. Na terytorium byłego ZSRR zakażenie wirusem HIV rozkłada się następująco: 70% – Ukraina, 18,2% – Rosja, 5,4% – Białoruś, 1,9% – Mołdawia, 1,3% – Kazachstan, reszta – niecałe 0,5%.
Do 1 grudnia 1997 r. w Rosji oficjalnie zarejestrowano około 7 000 osób zakażonych wirusem niedoboru odporności, głównie drogą płciową.
W Rosji i krajach sąsiednich istnieje ponad 80 ośrodków zapobiegania i kontroli AIDS.
