Ученым удалось обнаружить уязвимость ВИЧ перед иммунитетом

Долгое время ученые, работающие с ВИЧ, пытались понять, каким образом вирус способен «скрываться» от иммунитета. Как известно, ВИЧ может быть обнаружен в крови, но после того, как он проникает в клетки, иммунная система уже не способна "найти" его.

Данные нового исследования продемонстрировали, что мы, вероятно, близки к обнаружению способа по выявлению присутствия вируса в клетках человека. В статье, опубликованной в минувшую среду в журнале Cell & Host Microbe, ученые заявили, что смогли определить новую форму покрывающего оболочку ВИЧ белка Envelope (Env), которая способна сделать вирус видимым для иммунной системы.

Ранее ученые знали лишь о трех формах, или конформациях, которые белок Env использует для проникновения в здоровые клетки, но в ходе исследований международной группы микробиологов и иммунологов выяснилось, что есть и четвертая конформация. Об этом рассказал иммунолог Андрес Финци, один из ведущих авторов исследования.

Четвертая конформация, которую ученые называют «состояние 2А», — это та форма, которую Env обычно не принимает.

Финци и его коллегам удалось обнаружить, что введение данного белка в состояние 2А делает ВИЧ видимым для иммунитета.

«Думайте об этом, как о закрытой банке, - говорит Изабель Руиллер, структурный биолог из Мельбурнского университета, также принимавшая участие в исследовании, - С закрытой крышкой вы не можете видеть, что происходит внутри, так же и иммунная система […] Но если мы сможем открыть «банку», то иммунитет будет способен обнаружить некоторые области вируса».

Используя новую технику визуализации, позволяющую отслеживать отдельные молекулы, ученые установили, каким образом частицы ВИЧ взаимодействуют с рецепторами CD4, чтобы проникнуть в клетку. В ходе этого процесса специалисты заметили, что белок Env из замкнутой, похожей на бутон конформации, превратился в нечто, напоминающее «раскрывшийся цветок».

«Эти молекулы […] не являются статичными, - пояснил один из соавторов исследования вирусолог Паоло Лассо из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, - Любой прогресс в этой области и использование новых технологий чрезвычайно интересны, поскольку мы впервые видим процесс изменения молекулы в динамике».

Ученые также заметили, что, помимо CD4, «раскрыть» новую конформацию Env помогли еще два типа антител. Однако, как только ВИЧ проникал в клетку и «забирал» с собой рецептор CD4, с которым был связан, это создавало сложности для воспроизведения цикла данной конформации.

Чтобы решить этот вопрос, исследователи предложили применить трехэлементный подход: небольшая молекула, имитирующая CD4, вместе с двумя антителами, которые, как предполагалось, помогли Env перейти в состояние 2А. Эксперимент подтвердил догадки ученых.

«Данный комплекс факторов приводит к такому структурному состоянию, которое никогда не наблюдалось», - отметил молекулярный биолог из Университета Тафта и третий ведущий автор исследования Джеймс Манро.

Однако специалисты на этом не остановились. Они также использовали образцы крови, взятые у девяти ВИЧ-позитивных людей, чтобы определись, будет ли наблюдаться новая конформация в образцах.

Все девять человек уже имели два антитела, которые являются частью трехстороннего подхода к переводу Env в состояние 2А.

Команда микробиологов добавила к антителам имитатор CD4 и обнаружила, что Env остался в конформации 2A, сделав «видимой» часть вируса, достаточную, чтобы вызывать иммунный ответ.

«Поскольку ВИЧ-позитивные люди уже имеют часть того, что могло бы заставить этот подход работать, «это может потенциально дополнить существующие методы лечения», - добавил Финци.

«Пока еще рано говорить определенно, однако если у нас будет способ вызвать состояние 2А, ​​мы сможем улучшить [иммунный ответ] при лечении ВИЧ-инфекции», - прокомментировал результаты группы д-р Ли Ву из Университета штата Огайо.

Тем не менее, сложность воспроизведения данной конформации может стать проблемой реализации этой стратегии у пациентов, считает специалист.

Одним из главных препятствий дальнейшего изучения нового подхода является то, что полученные учеными изображения процесса изменения конформации пока имеют довольно низкое разрешение.

Однако, по словам Манро, методика, используемая в исследовании, известная как криоэлектронная микроскопия, «становится все более мощной с каждым днем», и уже очень скоро удастся намного лучше понять, что именно происходит на поверхности клетки.

«Сталкиваясь с трудностями при разработке вакцин против ВИЧ, нам стало ясно, что требуется искать нетрадиционные методы, - сказал Паоло Лассо, - и тот подход, который изложен в новом исследовании, является «первым шагом» в этом направлении».

По словам авторов работы, несмотря на крайне важное открытие, им предстоит сделать еще очень многое. Полученные результаты в первую очередь будут воспроизведены на животных моделях, и лишь после этого методика будет опробирована на людях.