ΈΤΣΙ ΑΠΟΦΑΣΊΖΕΙ Ο HIV ΝΑ ΓΊΝΕΙ ΕΝΕΡΓΌΣ

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο μοριακός μηχανισμός στηρίζει την απόφαση του HIV να παραμείνει σε ενεργή ή αδρανή κατάσταση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε νέες θεραπείες που λειτουργούν διατηρώντας τον ιό σε μόνιμα αδρανή κατάσταση.

Η εκμάθηση σχετικά με τη διαδικασία λήψης αποφάσεων του HIV μπορεί να μας βοηθήσει να το καταπολεμήσουμε.

Η μελέτη, με επικεφαλής μια ομάδα από τα Gladstone Institutes στο Σαν Φρανσίσκο, Καλιφόρνια, εμφανίζεται σε μια εφημερίδα που δημοσιεύθηκε τώρα στο περιοδικό Κύτταρο.

Τα ευρήματα μπορεί επίσης να εξηγήσουν τις αποφάσεις μοίρας των κυττάρων που συμβαίνουν αλλού στη βιολογία - όπως πώς αποφασίζουν τα βλαστικά κύτταρα εάν θα παραμείνουν ως βλαστικά κύτταρα ή θα διαφοροποιηθούν σε εξειδικευμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των εγκεφαλικών ή των καρδιακών κυττάρων, όταν διαιρούνται.

Ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Leor S. Weinberger, διευθυντής του Κέντρου Κυτταρικών Κυκλωμάτων στα Gladstone Institutes, παρομοιάζει τη διαδικασία με το πώς «αντισταθμίζουμε τα στοιχήματά μας» όταν λαμβάνουμε αποφάσεις σχετικά με χρηματοοικονομικές επενδύσεις.

Για να «προστατεύσουμε από την αστάθεια στην αγορά», μπορούμε να επιλέξουμε να τοποθετήσουμε ορισμένα κεφάλαια σε μετοχές υψηλού κινδύνου με δυνητικά υψηλές αποδόσεις και τα υπόλοιπα σε επιλογές χαμηλού κινδύνου και χαμηλής απόδοσης.

«Ομοίως», εξηγεί, «Ο HIV καλύπτει τις βάσεις του σε ένα ευμετάβλητο περιβάλλον δημιουργώντας ενεργές και αδρανείς λοιμώξεις».

Λανθάνουσα δεξαμενή HIV

Μόλις εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα, ο HIV εισάγει το γενετικό του υλικό στο DNA των ανοσοκυττάρων του «ξενιστή». Κάτι τέτοιο επιτρέπει στον HIV να αναγκάσει τα μηχανήματα του κυττάρου να δημιουργήσουν αντίγραφα του ιού.

Ωστόσο, ορισμένα ανοσοκύτταρα που έχουν μολυνθεί από τον ιό HIV μεταβαίνουν σε κατάσταση αδρανούς ή λανθάνουσας κατάστασης και δεν θα δημιουργήσουν νέο ιό. Ο ιός HIV μπορεί να κρυφτεί σε αυτήν την «λανθάνουσα δεξαμενή» για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οι τρέχουσες θεραπείες HIV είναι πολύ αποτελεσματικές στη μείωση της ποσότητας του ενεργού ιού στο σώμα. Ωστόσο, δεν είναι τόσο καλοί στην αντιμετώπιση του αδρανούς HIV, ο οποίος μπορεί να επανενεργοποιηθεί μόλις σταματήσει η θεραπεία. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους που δεν μπορούμε ακόμη να θεραπεύσουμε τον ιό HIV.

Σε προηγούμενη εργασία, ο καθηγητής Weinberger και οι συνάδελφοί του έδειξαν ότι ο λανθάνων χρόνος του HIV «δεν είναι ατύχημα» αλλά σκόπιμη «τακτική επιβίωσης».

Η τακτική είναι «εξελικτικά επωφελής για τον ιό», διότι στις περιοχές όπου ο HIV εισέρχεται για πρώτη φορά στο σώμα, δεν υπάρχουν πολλά ανοσοκύτταρα για να εισβάλει, και αν τα σκοτώσει όλα αυτά με πλήρη δράση, δεν θα έπρεπε να μείνει συνεχίσει τη μόλυνση.

Ο HIV εκμεταλλεύεται τον «θόρυβο γονιδιακής έκφρασης»

Βάζοντας μερικά από τα κύτταρα που εισβάλλει σε λανθάνουσα κατάσταση, ο HIV διασφαλίζει ότι η ενεργοποίηση μπορεί να περιμένει έως ότου αυτά τα κύτταρα μεταφερθούν σε ιστό όπου υπάρχουν πολλά περισσότερα κύτταρα στόχους, διασφαλίζοντας έτσι μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης και συνεχιζόμενης μόλυνσης.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο HIV είναι σε θέση να δημιουργήσει μια ενεργή ή αδρανή κατάσταση εκμεταλλευόμενος ένα φυσιολογικό φαινόμενο μέσα στα κύτταρα που ονομάζεται «τυχαίες διακυμάνσεις στην έκφραση γονιδίων».

Λόγω των τυχαίων διακυμάνσεων στην έκφραση των γονιδίων, που οι επιστήμονες αποκαλούν επίσης «θόρυβο», δύο κύτταρα με ακριβώς το ίδιο γενετικό μακιγιάζ μπορούν να παράγουν διαφορετικές ποσότητες της ίδιας πρωτεΐνης. Η διαφορά μπορεί να είναι αρκετή για να επηρεάσει τη λειτουργία και τη μοίρα των κυττάρων.

Ο HIV εκφράζει τα γονίδιά του μέσα στο κύτταρο ξενιστή χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό που ονομάζεται «εναλλακτικό μάτισμα», ο οποίος του επιτρέπει να τεμαχίζει το γενετικό του υλικό και να το συγκεντρώνει σε μια ποικιλία ρυθμίσεων.

Ανεπαρκές μάτισμα γονιδίων

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές παρατήρησαν μεμονωμένα κύτταρα μολυσμένα με HIV. Διαπίστωσαν ότι ο ιός χρησιμοποιεί έναν τύπο ματίσματος για τον έλεγχο του τυχαίου θορύβου για να αποφασίσει την τύχη του κυττάρου ξενιστή - εάν θα είναι ενεργό ή αδρανές.

«Βρήκαμε», λέει ο συγγραφέας της πρώτης μελέτης, Dr. Maike Hansen, ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή Weinberger, «ότι ο HIV χρησιμοποιεί μια ιδιαίτερα αναποτελεσματική μορφή ματίσματος για τον έλεγχο του θορύβου».

«Παραδόξως, εάν δούλευε αποτελεσματικά», συνεχίζει, «αυτός ο μηχανισμός θα παράγει πολύ λιγότερο ενεργό ιό. Αλλά, χάνοντας φαινομενικά σπατάλη ενέργειας μέσω μιας αναποτελεσματικής διαδικασίας, ο HIV μπορεί στην πραγματικότητα να ελέγξει καλύτερα την απόφασή του να παραμείνει ενεργός. "

Με τη βοήθεια των μοντέλων, της γενετικής και των εργαλείων απεικόνισης, η ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει, για πρώτη φορά, το στάδιο του κύκλου ζωής του HIV στο οποίο συνέβη το μάτισμα.

Διαπίστωσαν ότι η αναποτελεσματική συναρμολόγηση συμβαίνει όχι κατά τη μεταγραφή - όπως πιστεύεται προηγουμένως - αλλά μετά από αυτήν.

Η μεταγραφή είναι η διαδικασία μέσω της οποίας οι οδηγίες που διατηρούνται στο DNA αντιγράφονται στο RNA για να λένε στα μηχανήματα των κυττάρων τι να κάνουν ή ποιες πρωτεΐνες πρέπει να κάνουν.

Η ομάδα καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η ύπαρξη μιας αναποτελεσματικής διαδικασίας ματίσματος είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση του ιού και ότι η βελτίωση της αποτελεσματικότητάς του θα μπορούσε να είναι ένας τρόπος να τον νικήσει διατηρώντας τον μόνιμα σε λανθάνουσα κατάσταση.