Клетка памяти. Что мы знаем о резервуарах ВИЧ?

Все мы хорошо знаем, что АРВТ достигла больших успехов, она весьма эффективна. Благодаря чему? Благодаря тому, что в клетке, в которой размножается вирус, есть специальные мишени для АРВТ-препаратов. Что это за мишени? Это ферменты вируса, отвечающие за проникновение в клетку, обратную транскрипцию, интеграцию и, наконец, созревание вирусных частиц.

Цель АРВТ — это стабильное снижение вирусной нагрузки. Каждый, кто лечит ВИЧ-инфекцию, хорошо знает, что сначала вирусная нагрузка снижается очень быстро. Практически за несколько недель она теоретически может упасть до неопределяемого уровня. Почему он достигается так быстро? Потому что на первом этапе применения АРВТ основной мишенью для лекарств являются СД4 лимфоциты, которые находятся, как мы понимаем, в кровотоке и легко доступны для препаратов.

Сейчас мы можем констатировать, что кроме уже названного этапа есть еще и второй этап снижения нагрузки. Этот этап связан с вирусом, попавшим в клетки-макрофаги. Лекарства сюда проникают намного хуже, намного медленнее. Тем не менее продолжение терапии позволяет несколько снизить вирусную нагрузку и в них.

Но что происходит с вирусной нагрузкой после того, как она стала неопределяемой? Чтобы ответить на этот вопрос, существуют так называемые ультрачувствительные методы. После того как вирусная нагрузка наконец выходит на плато, мы видим лишь единичные копии РНК вируса, но снизить ее еще больше уже не представляется возможным.

В момент так называемой «низкой виремии» возникает вопрос: откуда берется нагрузка? Варианта два: либо вирус где-то продолжает размножаться и его не достигает лекарство, либо существуют некие резервуары, в котором вирус хранится и время от времени выплескивается в организм.

На заре такого рода исследований первой мыслью, которая пришла в голову ученым, было увеличить интенсивность терапии, чтобы достичь полного уничтожения вирусных частиц в организме. Для этого были испробованы несколько вариантов, которые были связаны с повышением дозировок, с увеличением количества препаратов в схеме, с применением новых препаратов. Но ни один из перечисленных инструментов не привел к желаемым результатам. Это, очевидно, указывало на то, что размножение вируса не является главным источником остаточной виремии. Так, к настоящему времени сформировалось представление о так называемых резервуарах ВИЧ.

Спящие хелперы

Резервуары — это такие типы клеток либо зоны организма, в которых персистируют, как говорят, репликативно-компетентные вирусы. Что это означает? «Персистируют»  — означает живут долго. «Репликативно-компетентный» означает способный к размножению, более того, могущий давать жизнеспособное вирусное потомство, то есть такие вирусы, которые могут заражать новые клетки.

Резервуары бывают двух видов: анатомические и клеточные. Анатомические резервуары — это такие зоны организма, куда не проникает либо плохо проникает лекарство. Таких зон в организме немало. Прежде всего, это центральная нервная система, лимфоузлы, это ЖКТ и костный мозг.

Главный клеточный резервуар — так называемые латентно-инфицированные клетки. Дело в том, что почти все клетки-мишени вируса, в первую очередь хелперные клетки, в определенный момент своей жизни, чтобы выполнить свою функцию, приходят в состояние активации, а после того, как они ее выполнили, дают себе команду апоптоза и погибают.

Но небольшая их часть переходит в так называемое «покоящееся состояние». Эти клетки составляют пул клеток иммунной памяти. Они практически прекращают свою жизнедеятельность. В них не происходит ни транскрипции, ни трансляции, а метаболизм поддерживается на очень низком уровне.

Если такая клетка в момент перехода из состояния активации в состояние памяти окажется инфицирована вирусом, то получается, что «провирус» в ней уже сформирован. Он находится в составе ее хромосомы, но до поры до времени не приводит к образованию новых вирусных частиц.

Клетки памяти сохраняют способность к делению. И делятся простым митозом. Часть из них погибает, но другие могут реактивироваться. Состояние их реактивации достигается разными способами. Иногда это химическое воздействие, иногда физическое, иногда какая-то дополнительная инфекция, которая оказывается в организме.

Как только латентно инфицированная клетка оказывается реактивирована, она начинает производить новые вирусные частицы. Что и дает ту самую остаточную виремию, о которой мы говорили выше.

Что делать с этим? Существуют две стратегии излечения. Одна из них называется стерилизующей терапией, или радикацией. Другая — функциональное излечение. Радикация — это полное уничтожение всех резервуаров в организме таким образом, чтобы в нем не осталось ни одной молекулы РНК и ни одной молекулы ДНК вируса.

Функциональное излечение предполагает, что вирус в организме остается в очень небольшом количестве, но при этом излечивающее воздействие приводит к тому, что последующая терапия такому пациенту больше не требуется.

Два пути

Первый случай радикации, о котором мы все уже слышали, — это, конечно, так называемый Берлинский пациент.

Для того, чтобы вирусу присоединиться к клетке, ему нужны два рецептора: один СД4, а другой CCR5. Полноценный CCR5 рецептор кодирует ген CCR5 дикого типа. Но бывает, что в составе этого гена встречается делеция, то есть потеря части хромосомы. Она называется дельта32. В этом случае у человека формируется неполноценный рецептор, а вирус не может присоединиться к клетке-мишени.

Люди с такой мутацией встречаются, и если эта мутация у них в гомозиготе, то они полностью защищены от инфицирования ВИЧ — за редкими исключениями.

Берлинскому пациенту, который был гетерозиготен по дельта32, в результате острого миелогенного лейкоза пришлось сделать полное облучение организма и химиотерапию. АРВТ временно пришлось отменить. После переливания стволовых клеток дельта32 двенадцать лет назад в его организме не удалось встретить ни РНК, ни ДНК вируса.

Так человечество столкнулась с первым случаем полного излечения от ВИЧ-инфекции.

Уже в этом году, летом, мы услышали еще о двух таких пациентах. У них ситуация была попроще. Лимфома Ходжкина. Лечение было менее тяжелым, им не делали полного облучения, да и химиотерапия была не такая тяжелая. Однократно каждому из них перелили стволовые клетки. В итоге: Лондонский пациент находится в ремиссии уже более двух лет, а Дюссельдорфский — приближается к году.

Считается, что это тоже случаи полного излечения. Но для всех пациентов такая терапия не подойдет. Несмотря на то, что инициатива продолжается и существует целая программа, которая собирает коллекцию стволовых клеток дельта32. На данный момент собрана коллекция потенциальных доноров: около 40 тысяч человек. Безусловно, не всем удастся подобрать донора.

Модификация этого подхода — генная терапия, которая предполагает, что можно взять клетки у человека, уже инфицированного ВИЧ, и вырезать ген CCR5, получив клетки, аналогичные стволовым клеткам дельта32.

В целом, теоретически, это вполне возможно сделать. Такие технологии недавно были использованы на мышах. Более того, в этом году подобную геннотерапевтическую манипуляцию, хоть эксперимент и был воспринят научным сообществом неоднозначно, провели на человеческих эмбрионах. Это знаменитые китайские близнецы.

Впрочем, тут же, появилось несколько публикаций о том, что отсутствие гена CCR5 не совсем безразлично для организма, и люди, у которых такой рецептор отсутствует, подвержены многим другим рискам.

Альтернатива и тому, и другому — стратегия, которая называется «kick-and-kill». Она предполагает, что можно разбудить спящие клетки-резервуары и уничтожить вместе с вирусом.

Здесь речь идет о реактивации латентных клеток, чтобы сделать их доступными для АРВТ. На первый взгляд, идея очень хорошая, но на пути этой стратегии уже встретилось немало трудностей. Хотя в некоторых экспериментах объем резервуаров все-таки удавалось снизить, вирусная нагрузка остаточной виремии у пациентов сохранилась. То есть уничтожить вирус в организме врачам так и не удалось.

Основная проблема связана с тем, что резервуары неоднородны. Все клетки в организме, которые имеют на своей поверхности соответствующие рецепторы, могут быть инфицированы. Но они все разные. И разработать препарат, который одинаково работал бы со всеми ними, ученым еще не удалось.

Лабиринт из тупиков

Еще одна альтернатива — стратегия «block-and-lock». Если в ядре клетки уже присутствует провирусная ДНК, то для того, чтобы началась продукция вирусных частиц, на первом этапе должна произойти транскрипция. Должны образоваться вирусные РНК. Но если этот этап блокировать, инфицированная клетка, даже оказавшись активирована, не произведет новых вирусов.

Как этого добиться? На эту тему сейчас проходят исследования. Некоторые из них касаются ограничения процесса инициации транскрипций, в котором принимает участие белок, носящий название Tat. Это самый главный вирусный трансактиватор транскрипций. А также клеточные белки, которые связаны с этим же этапом.

Некоторые связаны с идеей блокирования окружения провирусной ДНК и изменением структуры хроматина. Новые препараты, работающие по этой технологии, так называемые ингибиторы фактора LEDGF/p75, скоро будут апробированы в клинике.

Итак, проблема полного излечения ВИЧ волнует сейчас очень многих ученых, но мы находимся в начале этого сложного лабиринта, который рано или поздно приведет нас к искомой цели.

В каком состоянии находится проблема на данный момент в целом? В этом лабиринте, как вы понимаете, много тупиков. И некоторые из этих тупиков уже пройдены, а это тоже очень важно. Важно понимать, куда ходить не стоит, потому что по мере того, как ошибочные решения будут исключаться, мы, наверное, найдем правильный ответ и придем к искомой цели.

Лично мне кажется, что сейчас настает очень интересный момент. Накопление новых данных идет с огромной скоростью. Во всем мире еженедельно публикуется множество исследований и многие выглядят очень и очень перспективно. А стало быть, в ближайшие несколько лет нам можно ожидать прорыва.