HIV se tako odlučuje aktivirati
Istraživači su otkrili molekularni mehanizam koji podupire odluku HIV-a da ostane u aktivnom ili uspavanom stanju. To može dovesti do novih terapija koje djeluju održavanjem virusa u trajno neaktivnom stanju.
Studija, koju je vodio tim s instituta Gladstone iz San Francisca, CA, nalazi se u radu koji je sada objavljen u časopisu Ćelija.
Nalazi također mogu objasniti odluke o sudbini stanica koje se događaju negdje drugdje u biologiji - na primjer kako matične stanice odlučuju hoće li ostati matične stanice ili će se diferencirati u specijalizirane stanice, uključujući stanice mozga ili srca, kada se podijele.
Stariji autor studije, prof. Leor S. Weinberger, direktor Centra za staničnu struju na Institutima Gladstone, uspoređuje postupak s načinom na koji se "šalimo" kada donosimo odluke o financijskim ulaganjima.
Kako bismo se „zaštitili od volatilnosti na tržištu“, možemo odabrati da neke fondove smjestimo u visoko rizične dionice s potencijalno visokim prinosima, a ostatak u opcije s niskim rizikom i niskim prinosom.
"Slično tome", objašnjava, "HIV pokriva svoje baze u hlapljivom okruženju generirajući i aktivne i uspavane infekcije."
HIV latentni rezervoar
Jednom kada uđe u ljudsko tijelo, HIV ubacuje svoj genetski materijal u DNK imunih stanica "domaćina". To omogućuje HIV-u da prisili stanični stroj da pravi kopije virusa.
Međutim, neke imunološke stanice zaražene HIV-om prelaze u uspavano ili latentno stanje i neće stvoriti novi virus. HIV se može dugo skrivati u ovom "latentnom rezervoaru".
Trenutni tretmani protiv HIV-a vrlo su učinkoviti u smanjenju količine aktivnog virusa u tijelu. Međutim, nisu toliko dobri u suzbijanju uspavanog HIV-a, koji se može ponovno aktivirati čim liječenje prestane. To je jedan od glavnih razloga što još ne možemo izliječiti HIV.
U prethodnom su radu prof. Weinberger i njegovi kolege pokazali da latencija HIV-a "nije slučajnost" već namjerna "taktika preživljavanja".
Taktika je "evolucijski povoljna za virus", jer na mjestima na kojima HIV prvi put ulazi u tijelo nema puno imunoloških stanica da bi mogao napasti, a ako ih je sve ubio potpuno aktivnim, ne bi mu preostalo prenijeti infekciju.
HIV iskorištava 'buku ekspresije gena'
Stavljanjem nekih stanica koje napadaju u latentno stanje, HIV osigurava da aktivacija može pričekati dok se te stanice ne prenesu u tkivo u kojem ima mnogo više ciljnih stanica, osiguravajući time veće šanse za preživljavanje i trajnu infekciju.
Tim je otkrio da je HIV sposoban generirati aktivno ili uspavano stanje iskorištavanjem normalnog fenomena unutar stanica koji se naziva "slučajne fluktuacije u ekspresiji gena".
Zbog slučajnih fluktuacija u ekspresiji gena, koju znanstvenici nazivaju i "bukom", dvije stanice s potpuno istim genetskim sastavom mogu proizvesti različite količine istog proteina. Razlika može biti dovoljna da utječe na "funkciju i sudbinu stanice".
HIV izražava svoje gene unutar stanice domaćina pomoću mehanizma nazvanog "alternativno spajanje", koji mu omogućuje da razreže svoj genetski materijal i prikupi ga u razne aranžmane.
Neučinkovito spajanje gena
U svojoj studiji istraživači su promatrali pojedinačne stanice zaražene HIV-om. Otkrili su da virus koristi vrstu spajanja kako bi kontrolirao slučajni šum kako bi odredio sudbinu stanice domaćina - hoće li biti aktivan ili neaktivan.
"Otkrili smo", kaže autorica prve studije dr. Maike Hansen, istraživačica u grupi prof. Weinbergera, "da HIV koristi posebno neučinkovit oblik spajanja za kontrolu buke."
“Iznenađujuće, da ako djeluje učinkovito”, nastavlja ona, “ovaj bi mehanizam proizveo puno manje aktivne viruse. Ali, naizgled trošeći energiju kroz neučinkovit proces, HIV zapravo može bolje kontrolirati svoju odluku da ostane aktivan. "
Uz pomoć modela, genetike i alata za snimanje, tim je prvi put uspio identificirati fazu u životnom ciklusu HIV-a u kojoj se dogodilo spajanje.
Otkrili su da se neučinkovito spajanje događa ne tijekom transkripcije - kako se prethodno mislilo - već nakon nje.
Transkripcija je postupak kroz koji se upute u DNK kopiraju u RNA kako bi se staničnim strojevima reklo što treba učiniti ili koje bjelančevine napraviti.
Tim zaključuje da je neučinkovit postupak spajanja presudan za preživljavanje virusa, te da bi poboljšanje njegove učinkovitosti moglo biti način da ga se pobijedi održavanjem trajno u latentnom stanju.
"Kružni spoj može nam pružiti priliku da terapijski napadnemo virus na drugačiji način."
Prof. Leor S. Weinberger
