TAIP ŽIV NUSPRENDŽIA SUAKTYVĖTI

Tyrėjai nustatė molekulinį mechanizmą, pagrindžiantį ŽIV sprendimą likti aktyvioje ar ramybėje. Tai gali sukelti naujų gydymo būdų, kurie palaiko viruso nuolatinę ramybės būseną.

Sužinojimas apie ŽIV sprendimų priėmimo procesą gali padėti mums su juo kovoti.

Tyrimas, kurį vedė Gladstone institutų komanda San Franciske, Kalifornijoje, pateikiamas žurnale dabar paskelbtame darbe. Langelis.

Išvados taip pat gali paaiškinti ląstelių likimo sprendimus, kurie įvyksta kitur biologijoje, pavyzdžiui, kaip kamieninės ląstelės nusprendžia, ar pasidalydamos likti kamieninėmis ląstelėmis, ar diferencijuoti į specializuotas ląsteles, įskaitant smegenų ar širdies ląsteles.

Vyresnysis tyrimo autorius prof. Leoras S. Weinbergeris, „Gladstone Institute“ ląstelių grandinių centro direktorius, procesą lygina su tuo, kaip mes „apsidraudžiame savo statymus“, kai priimame sprendimus dėl finansinių investicijų.

Norėdami „apsisaugoti nuo nepastovumo rinkoje“, mes galime pasirinkti kai kuriuos fondus laikyti didelės rizikos akcijose su potencialiai dideliu pajamingumu, o likusius - su mažos rizikos ir mažo pajamingumo galimybėmis.

„Panašiai, - aiškina jis, - ŽIV padengia nepastovią aplinką sukeldamas aktyvias ir neveikiančias infekcijas“.

ŽIV latentinis rezervuaras

ŽIV patekęs į žmogaus organizmą, genetinę medžiagą įterpia į imuninių „šeimininkų“ ląstelių DNR. Tai leis ŽIV priversti ląstelės mechanizmus daryti viruso kopijas.

Tačiau kai kurios ŽIV užkrėstos imuninės ląstelės pereina į ramybės būseną arba latentinę būseną ir nesukels naujo viruso. ŽIV šiame „latentiniame rezervuare“ gali pasislėpti ilgą laiką.

Dabartinis ŽIV gydymas yra labai efektyvus mažinant aktyvaus viruso kiekį organizme. Tačiau jie ne taip gerai kovoja su snaudžiančiu ŽIV, kuris gali vėl suaktyvėti, kai tik gydymas bus nutrauktas. Tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, dėl kurios mes dar negalime išgydyti ŽIV.

Ankstesniame darbe prof. Weinbergeris ir jo kolegos parodė, kad ŽIV vėlavimas „nėra atsitiktinumas“, o apgalvota „išgyvenimo taktika“.

Taktika yra „evoliuciškai naudinga virusui“, nes tose vietose, kur ŽIV pirmiausia patenka į kūną, nėra daug imuninių ląstelių, kad jis galėtų įsiveržti, ir jei jis visas jas užmuštų, būdamas visiškai aktyvus, neliktų nė vieno tęsti infekciją.

ŽIV naudoja „genų ekspresijos triukšmą“

Perkeldamas kai kurias ląsteles, į kurias jis įsiskverbia, į latentinę būseną, ŽIV užtikrina, kad aktyvacija gali palaukti, kol šios ląstelės pateks į audinį, kuriame yra daug daugiau tikslinių ląstelių, taip užtikrindama didesnę išgyvenimo ir nuolatinės infekcijos galimybę.

Komanda nustatė, kad ŽIV gali generuoti aktyvią arba ramybės būseną, pasinaudodamas įprastu reiškiniu ląstelių viduje, kuris vadinamas „atsitiktiniais genų ekspresijos svyravimais“.

Dėl atsitiktinių genų raiškos svyravimų, kuriuos mokslininkai taip pat vadina „triukšmu“, dvi ląstelės, turinčios visiškai vienodą genetinę struktūrą, gali gaminti skirtingus to paties baltymo kiekius. Skirtumas gali būti pakankamas, kad paveiktų ląstelės „funkciją ir likimą“.

ŽIV ekspresuoja savo genus ląstelėje šeimininkėje, naudodamas mechanizmą, vadinamą „alternatyviu sujungimu“, leidžiančiu suskaidyti genetinę medžiagą ir surinkti ją įvairiais būdais.

Neefektyvus genų sujungimas

Savo tyrime mokslininkai stebėjo atskiras ŽIV užsikrėtusias ląsteles. Jie nustatė, kad virusas naudoja tam tikrą jungimą atsitiktiniam triukšmui valdyti, kad nuspręstų ląstelės-šeimininkės likimą - ar ji būtų aktyvi, ar neveikianti.

„Mes nustatėme, - sako vienas iš pirmųjų tyrimų autorius dr. Maike Hansenas, prof. Weinbergerio grupės tyrėjas, - kad ŽIV triukšmui kontroliuoti naudoja ypač neefektyvią jungimo formą“.

„Keista, jei tai veiktų efektyviai, - tęsia ji, - šis mechanizmas sukeltų daug mažiau aktyvų virusą. Bet, atrodo, eikvodamas energiją neefektyvaus proceso metu, ŽIV iš tikrųjų gali geriau kontroliuoti savo sprendimą išlikti aktyviu “.

Naudodama modeliavimo, genetikos ir vaizdavimo priemones, komanda pirmą kartą sugebėjo nustatyti ŽIV gyvenimo ciklo etapą, per kurį įvyko splaisingas.

Jie nustatė, kad neefektyvus sujungimas įvyksta ne transkripcijos metu - kaip manyta anksčiau -, o po jos.

Transkripcija yra procesas, kurio metu DNR laikomos instrukcijos nukopijuojamos į RNR, kad ląstelių mechanizmas nurodytų, ką daryti ar kokius baltymus gaminti.

Komanda daro išvadą, kad neefektyvus jungimo procesas yra gyvybiškai svarbus viruso išgyvenimui ir kad jo efektyvumo pagerinimas gali būti būdas jį nugalėti, nuolat jį palaikant latentinėje būsenoje.