Novo istraživanje koje kombinuje kompjutersko modeliranje i eksperimente sa makakima pokazuje da imuni sistem tela pomaže u kontroli infekcija virusom humane imunodeficijencije (HIV) uglavnom suzbijanjem proizvodnje virusa u već zaraženim ćelijama, dok istovremeno ubija ćelije zaražene virusom, ali samo u uskom vremenskom periodu na početku infekcija ćelije.
„Da bismo eliminisali HIV, moramo da razumemo kako imuni sistem pokušava da kontroliše infekciju“, rekao je Ruj M. Ribeiro, teoretski biolog iz Nacionalne laboratorije Los Alamosa koji je vodio razvoj modela koji podržava istraživanje. Ribeiro je korespondentni autor rada o nalazima, objavljenog u Nature Communications.
Istraživački tim uključivao je starijeg saradnika iz Los Alamosa Alana S. Perelsona i bivšeg postdoktorskog istraživača u Los Alamosu koji je sada u Centru za istraživanje raka Fred Hačinson. Njihovi saradnici na Univerzitetu u Pitsburgu upravljali su eksperimentima sa makakima zaraženim virusom imunodeficijencije majmuna (SIV) kako bi potvrdili model. SIV infekcije kod majmuna se ponašaju na isti način kao i HIV kod ljudi.
„Imuni sistem ne može da eliminiše HIV infekciju“, primećuje Ribeiro, „ali preciziranje postojećeg mehanizma pomoću kojeg on u izvesnoj meri kontroliše HIV je veoma važno za dizajniranje tretmana za poboljšanje tog mehanizma. Ako možemo da modulišemo imuni sistem da pomoći da se bolje kontroliše HIV, možda ćemo moći da izlečimo bolest u nekom trenutku.“
Pod opštim vođstvom Perelsona, Los Alamos je bio globalni lider u modeliranju virusnih infekcija, uključujući HIV, od sredine 1990-ih. Za dokument Nature Communications, istraživački tim je proširio matematički model koji su 2017. objavili Ribeiro i drugi u Los Alamosu koji simulira interakcije i životni ciklus ćelija koje će biti zaražene, već zaraženih ćelija i virusa.
Novi model takođe simulira potencijalne efekte imunološkog odgovora, koji uključuju ubijanje ćelija, generisanje proteina koji suzbijaju proizvodnju virusa ili pomažu u izgradnji odbrane koja sprečava virus da uđe u ćelije.
Posebno fokusirano na neku vrstu imunološkog odgovora posredovanog CD8 + T ćelijama, istraživanje je rešilo otvoreno pitanje u istraživanju HIV-a: Da li ove T ćelije kontrolišu HIV tako što ubijaju HIV ćelije ili pokreću ljudske ćelije da koriste odbranu od infekcije?
„Postojale su kontroverze oko toga da li ova vrsta T ćelija kontroliše infekciju tako što ubija zaražene ćelije ili nekako kontroliše virus bez ubijanja zaraženih ćelija, tako da pokušavamo da razlikujemo ove mogućnosti i mehanizme“, rekao je Ribeiro.
Ispostavilo se da je odgovor „pomalo i jednog i drugog“.
Da bi izolovao ulogu T ćelija, tim iz Los Alamosa je pokrenuo model kako bi predvideo efekte lečenja grupa zaraženih makaka na različite načine sa antitelima i antivirusnim lekovima.
Neki makaki su tretirani lekom dizajniranim da spreči infekciju blokiranjem integracije virusa u DNK ćelija makaka. Ovaj lek, nazvan inhibitor integraze, „otkrio je dinamiku ranog dela životnog ciklusa virusa koju nismo mogli lako da vidimo sa drugim vrstama lečenja“, rekao je Ribeiro. „Kao da smo koristili mikroskop.“
Drugi makaki su tretirani antitelom koje iscrpljuje CD8 + T ćelije, eliminišući njihovu ulogu u borbi protiv infekcije. Treća kohorta makaka je primila oba tretmana.
Tim iz Los Alamosa je zatim pokrenuo model kako bi analizirao podatke o makakima kako bi odredio efekte različitih imunoloških odgovora. Iz modela su zaključili najrelevantnije imunološke mehanizme koji su bliže opisali posmatrane podatke.
