Ubrzo nakon infekcije, HIV-1 uspostavlja doživotno prisustvo formiranjem virusnih rezervoara u telu – ćelija koje su inficirane HIV-om, ali ne proizvode aktivno nove viruse. Antiretrovirusna terapija (ART) smanjuje nivoe HIV-a u krvi, ali mala populacija virusno inficiranih ćelija opstaje neograničeno, što HIV infekciju čini neizlečivom bolešću. Te ćelije sposobne da ponovo pokrenu infekciju nakon prekida ART-a su izuzetno retke i do sada su izbegavale identifikaciju i karakterizaciju.
Istraživači na Ragon institutu MGH, MIT i Harvard; Nacionalni institut za alergije i zarazne bolesti; i osnivači Mass General Brigham-a, Brigham and Vomen’s Hospital (BVH) i Massachusetts General Hospital (MGH), sada izveštavaju o primeni nove tehnologije koja omogućava višedimenzionalnu karakterizaciju pojedinačnih ćelija (proteogenomsko profilisanje jedne ćelije) za proučavanje ćelija rezervoara HIV-a direktno izolovanih od ljudi koji žive sa HIV-1.
Sa ovim novim tehničkim pristupom, pronašli su karakteristične površinske markere koji mogu da objasne kako neke ćelije rezervoara HIV-a mogu da opstanu dugoročno i da se odupru imunološkim odgovorima domaćina. Nalazi, koji su nedavno objavljeni u časopisu Nature, mogli bi da pomognu u budućim strategijama za lečenje HIV-a.
„Visoka propusnost jednoćelijskog sekvenciranja sada nam omogućava da precizno pogledamo površinski profil veoma malog broja inficiranih ćelija koje opstaju doživotno uprkos antiretrovirusnoj terapiji i mogu da podstaknu ponovnu viremiju kada se lečenje prekine. Sa ovim saznanjem, u stanju smo da razumemo njihovu podložnost i ranjivost i možemo da razvijemo prilagođeni imuni odgovor da ciljamo ove ćelije“, kaže Matijas Lihterfeld, MD, Ph.D., profesor medicine na Harvardskoj medicinskoj školi, lekar za infektivne bolesti u Brigham and Vomen’s Bolnica i Opšta bolnica Masačusetsa, i viši autor studije.
Istraživači su prikupili ćelije periferne krvi od pet HIV pozitivnih učesnika studije. Četvorica učesnika su bila na ART-u oko 10 godina, a jedan je bio „elitni kontrolor” koji je imao nedetektivne nivoe HIV-a u krvi uprkos tome što nije bio na ART-u. Raniji uzorci krvi od dva od ovih učesnika nakon samo 1-2 godine ART-a takođe su analizirani. Istraživači su takođe prikupili ćelije limfnih čvorova od tri HIV-pozitivna učesnika studije koji su bili na ART-u 10 do 15 godina. Iz ovih uzoraka izolovali su memorijske CD4+ T ćelije, bele krvne ćelije koje se proizvode kao odgovor na infekciju i koje predstavljaju primarne ciljne ćelije za HIV.
Istraživači su razvili novu eksperimentalnu strategiju pod nazivom fenotipsko i provirusno sekvenciranje (PheP-Sek), tehnologiju sekvenciranja jedne ćelije sledeće generacije za procenu biomarkera na površini pojedinačnih ćelija zaraženih virusom. Koristeći PheP-Sek, analizirali su više od 530.000 pojedinačnih ćelija periferne krvi i 396.000 pojedinačnih ćelija limfnih čvorova.
Krvne ćelije koje su sadržale intaktne proviruse, kompletne virusne genome koji su ugrađeni u DNK ćelije domaćina, često su imale površinske biomarkere povezane sa povećanom otpornošću na ubijanje citotoksičnim T i NK ćelijama, dve vrste imunih ćelija koje tipično štite od virusne infekcije. Ćelije rezervoara su takođe imale povišenu ekspresiju markera imunih kontrolnih tačaka koji ograničavaju transkripciju virusnog gena. To znači da neke ćelije rezervoara HIV-1 imaju specifične karakteristike koje mogu smanjiti izloženost imunološkom sistemu i ubijanje od strane imunog sistema, što bi moglo objasniti zašto one opstaju u telu.
Neke od ćelija prikupljenih 1-2 godine nakon što su učesnici započeli ART već su pokazale povećanu ekspresiju ovih biomarkera i markera imunih kontrolnih tačaka, iako su promene bile manje izražene u odnosu na kasnije faze ART-a, kada su ove rezistentne ćelije postale lakše prepoznatljive. Ćelije sa netaknutim virusom iz limfnih čvorova pokazale su povećane površinske markere koji promovišu opstanak ćelija, dajući rezistentnim ćelijama rezervoara selektivnu prednost.
Sve u svemu, rezultati sugerišu da je samo mala podskupina inficiranih ćelija optimalno prilagođena da izbegne imunološki sistem i preživi tokom dugotrajnog ART lečenja. Štaviše, podaci ukazuju da je ljudski imuni sistem u stanju da izvrši efikasan pritisak imunološke selekcije na većinu ćelija rezervoara HIV-a.
Malo je verovatno da će ovi biomarkeri biti univerzalni kod svih ljudi koji su lečeni ART-om koji žive sa HIV-om, primećuju istraživači, jer izbor može varirati zbog razlika u individualnim imunološkim odgovorima. Ipak, identifikacija fenotipskih biomarkera koji razlikuju ćelije rezervoara virusa može da informiše buduća istraživanja o leku za HIV-1. Ako istraživači mogu da razviju kliničke strategije dizajnirane da intenziviraju i ubrzaju imunološku selekciju ćelija rezervoara HIV-1, možda će moći da smanje dugoročnu perzistentnost HIV-a i indukuju remisiju bez lekova.
„Tokom više od četiri decenije, HIV je polako, ali progresivno otkrivao svoje tajne, a ovo je još jedna kritična tajna otkrivena. Sposobnost da se vizualizuju pojedinačne ćelije rezervoara bila je san, a sada je postala stvarnost. Sada moramo da gradimo na ovom informacije za iskorenjivanje ovih ćelija“, kaže Brus Voker, MD, direktor Ragon instituta MGH, MIT i Harvarda i koistraživač u studiji.
