Советуем для ознакомления:

Инфекционные болезни:

Популярные разделы сайта:

Клеточная латентность ВИЧ-инфекции и ее активация

При обсуждении ВИЧ-инфекции выше было указано на то, что некоторые неактивированные клетки могут содержать геном ВИЧ в неинтегрированном состоянии в течение нескольких дней без признаков репликации вируса. Такой тип неразвивающейся инфекции в клетках отличается от классического латентного состояния вируса, при котором в клетке присутствует полноценный вирусный геном, но экспрессия его подавлена.

В случае ретровирусов с интегрированного в хромосомы клетки провирусных последовательностей ДНК считывания не происходит или происходит в минимальных количествах транскрипция РНК и трансляция вирусных белков. Впоследствии условия внутри клетки могут измениться, что способно привести к запуску репликации вируса, распространению вирионов и гибели инфицированных клеток. Индукцию активации вирусов из латентного состояния изучали в различных системах и с использованием разных подходов.

Активация ретровирусов из латентного состояния:
• Галогензамещенные пиримидины (например, йододеоксиуридин и бромодеоксиуридин)
• Аналоги нуклеотидов (например, 5-азацитидин)
• Ингибиторы синтеза белков (например, циклогексемид)
• В-клеточные митогены (например, липополисахариды)
• Т-клеточные митогены (например, фитогемагглютинин и конканавалин А)
• Аналоги аминокислот (например, l-канаванин)
• Цитокины (например, TNF и гранулоцит- колониестимулирующий фактор)
• Ингибиторы деацетилазы гистонов (HDAC)
• Реакция «трансплантат против хозяина»
• УФ облучение
• Тепловой шок
• Инфекция другими вирусами (например, герпесвирусом и ретровирусами)

* Эти методы использовали для различных ретровирусов, в том числе ВИЧ. TNF - фактор некроза опухоли.

Существование клеточного латентного состояния ВИЧ было подтверждено с помощью биологических и молекулярных исследований. Латентное состояние ВИЧ может развиваться на фоне нормальной дифференцировки Т-клеток в тимусе в результате снижения уровня транскрипции клеточной РНК. В таких латентно инфицированных CD4+-Т-клетках содержатся преимущественно R5-вирусы, однако также могут быть обнаружены и Х4-вирусы.

Исследования с проведением совместного культивирования показали, что прямое инфицирование неиммунных Т-клеток происходит редко, и латентное состояние наблюдается чаще всего в покоящихся клетках памяти, которые являются основным источником дочерних вирионов ВИЧ. Большинство исследований показывают, что в неактивированных CD4+ -Т-лимфоцитах латентный интегрированный провирус супрессирован на уровне транскрипции с него РНК и лишь в небольшом проценте клеток (1%) при активации может быть индуцирована продуктивная вирусная инфекция.

Несколько групп исследователей показали, что в продуцирующих вирус устойчивых линиях клеток выработка вируса может со временем постепенно снижаться. Было установлено, что как в CD4+-лимфоцитах, так и в устойчивых линиях CD4+-Т-клеток, временные изменения равновесных уровней вирусной мРНК связаны с прекращением транскрипции и увеличением продукции сплайсированных мРНК.

Латентная ВИЧ-инфекция
Латентная ВИЧ-инфекция клеток перевивной линии из Т-лимфоцитов.
Штамм HIV-1SF247, выделенный у пациента др. Е. Конига (Е. Koenig) из Доминиканской Республики, использовали для инфицирования линии Т-клеток Jurkat.
Исследование обратной транскрипции после 6 дней выращивания в культуре показало слабую репликацию вируса.
На 6 день, после добавления йод-деоксиуридина (IUDR) (50 мкг/мл) начиналось выделение большого количества ВИЧ-1, зафиксированное с помощью измерения активности обратной транскриптазы.
Через 2 недели репликация вируса снижалась практически до латентного состояния.

В других исследованиях клеток, свежевыделенных из организма, обнаружили присутствие провирусной ДНК, но не РНК ВИЧ, как в мононуклеарных клетках периферической крови, так и в биоптатах из лимфоидных органов. Кроме того, из мононуклеарных клеток крови инфицированных людей можно выделить CD4+-лимфоциты, содержащие ДНК ВИЧ-1, и эти клетки экспрессируют молекулу CD4, предположительно потому, что не продуцируют дочерние вирусы.

Такое состояние также связано с избытком вирусных РНК, подвергнутых многократному или однократному сплайсингу, в отличие от несплайсированных РНК, выделенных из инфицированных клеток in vivo. Как отмечали выше, высокие концентрации различных видов вирусной мРНК в клетках периферической крови позволяют предсказывать быструю прогрессию заболевания, возможно потому, что отражают вспышку репликации вируса.

В одном из первых экспериментальных исследований латентного состояния ВИЧ в клетках инфицированных людей было показано, что при длительном выращивании в культуре зараженных в естественных условиях CD4+-лимфоцитов человека нет активной продукции вируса в течение нескольких недель культивирования. Затем внезапно происходит вспышка выделения вируса, после которой клетки погибают.

Эти данные впоследствии были подтверждены в исследованиях с использованием очищенных покоящихся CD4+-лимфоцитов, выделенных от инфицированных людей. Кроме того, как отмечали выше, клоны CD4+-лимфоцитов, полученных от сероотрицательных доноров, могли накапливать вирус, находящийся в латентном состоянии после заражения ВИЧ-1 in vitro. Таким образом, вирус может существовть в интегрированном латентном состоянии.

Некоторые исследователи использовали устойчивые линии клеток, например инфицированные клетки линий U-1 и АСН-2, для исследования клеточного латентного состояния; такие клетки производят очень небольшие количества ВИЧ. Эти линии были получены из устойчивых линий моноцитов (U-1) и Т-клеток (АСН-2), хронически инфицированных ВИЧ-1LAI. В них обнаруживают обычно только мРНК размером 2 кБ.

После активации с помощью различных стимулов наблюдают увеличение транскрипции с вирусных генов, которое отражается в изменении структур мРНК, с уменьшением количества сплайсированных форм мРНК и увеличением несплайсированных мРНК. В таких клетках обнаруживаются делеции в области гена Tat и TAR-области LTR. Торможение функции белка Rev также приводит к снижению продукции ВИЧ-1 клетками астроцитомы человека.

Было описано скрытое инфицирование моноцитов мутантными штаммами ВИЧ-1 с отсутствием генов vpu или vpr. Из этих клеток можно выделить вирус при совместном культивировании с неинфицированными мононуклеарами периферической крови. Аналогичное усиление продукции ВИЧ наблюдается при добавлении свежевыделенных мононуклеаров в культуры устойчивых линий Т-клеток и моноцитов, а также ВИЧ-инфицированных макрофагов и фибробластов. Таким образом, «латентное» состояние в моноцитах и других клетках скорее может быть связано с «арестом» высвобождения вирионов, чем с нарушениями, происходящими на более ранних стадиях.

Тем не менее необходимо принимать во внимание влияние цитокинов и активации клеток при межклеточных взаимодействиях; механизмы этих явлений до сих пор не выяснены.

В исследованиях по активации вируса из латентного состояния были использованы галогензамещенные пиримидины, ультрафиолетовое облучение и тепловой шок, которые эффективно вызывали активацию вируса, что, вероятно, вторично по отношению к способности этих воздействий влиять на состояние ДНК. Другие вирусные инфекции могут приводить к активации латентной ВИЧ-инфекции in vitro, возможно, за счет действия на вирусные LTR. Кроме того, такие провоспалительные цитокины, как IL-6 и TNF, а также IL-2, могут индуцировать выход ВИЧ из латентного состояния.

Некоторые исследователи считают, что с помощью данного механизма можно уничтожить вирус, находящийся в резервуарах иммунной системы. Недавно было показано, что ингибитор деацетилазы гистонов (HDAC) вальпроевая кислота вызвала уменьшение количества покоящихся инфицированных CD4+-клеток у трех пациентов. Такой метод лечения заслуживает внимания, однако необходимо выяснить возможность сохранения вируса в других длительно существующих латетных резервуарах (например, в мозге и кишечнике).

Также необходимо помнить, что во всех исследованиях клеточного латентного состояния, проведенных in vitro, использовали устойчивые линии перевивных клеток с интегрированным геномом ВИЧ вместо нормальных инфицированных лимфоцитов, что не вполне отражает ситуацию in vivo. Кроме того, наблюдения, сделанные на клетках, содержащих вирусы с определенными мутациями (например, U-1 и АСН-2 линии клеток), не применимы к клеткам, латентно инфицированным вирусом дикого типа.

- Читать "Механизмы развития латентной ВИЧ-инфекции"

Оглавление темы "Инфицирование ВИЧ":
  1. Инфицирование ВИЧ покоящихся CD4-лимфоцитов
  2. Инфицирование ВИЧ покоящихся CD4-эпителиальных клеток
  3. Клеточная латентность ВИЧ-инфекции и ее активация
  4. Механизмы развития латентной ВИЧ-инфекции
  5. Клинически латентное состояние ВИЧ
  6. Основные моменты теории репликации ВИЧ в клетках
  7. Цитопатогенные свойства ВИЧ
  8. Слияние клеток под действием ВИЧ - образование синцития
  9. Механизм слияния клеток в синцитий при ВИЧ
  10. Накопление вирусной ДНК ВИЧ как причина смерти клетки

Популярное среди пользователей: