При половом контакте вирус СПИДа должен преодолеть некоторые серьезные препятствия, чтобы найти правильную клетку-мишень и установить новую инфекцию. Он должен проходить через слизистую оболочку половых органов и проталкиваться через плотно упакованные эпителиальные клетки, предназначенные для защиты от захватчиков. И затем он должен помешать первоначальному сигналу тревоги иммунной системы в виде интерферонов 1-го типа. Фактически, согласно некоторым исследованиям, только 1 из 1000 незащищенных сексуальных контактов приводит к успешному инфицированию ВИЧ-1.
"Что уникального в этих передаваемых вирусах, которые зашли так далеко?" – спросила Беатрис Хан, доктор медицины, профессор медицины и микробиологии Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании. "Организм человека имеет значительные врожденные барьеры, которые эффективно борются с вирусными инфекциями."
Хан и его коллеги изучили характеристики штаммов ВИЧ-1, которые успешно проникали через слизистую оболочку половых органов, которая образует границу для проникновения вирусов и бактерий. Изучая вирусные изоляты из крови и генитальных выделений восьми хронически инфицированных ВИЧ-1 доноров и соответствующих им реципиентов, исследователи определили субпопуляцию штаммов ВИЧ-1 с биологическими свойствами, которые предрасполагают их к более эффективному возникновению новых инфекций. Они опубликовали свои выводы в Интернете перед печатью на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, First Edition.
Команда создала 300 вирусных изолятов из отдельных частиц ВИЧ-1, заражающих как доноров, так и их подходящих реципиентов. По сравнению с вирусами, выделенными от доноров, они обнаружили, что вирусы-реципиенты были в три раза более заразными, имели 1.4 более высокая способность к репликации и значительно более высокая устойчивость к противовирусным эффектам двух интерферонов типа 1, IFN-альфа2 и IFN-бета. По сравнению с донорскими изолятами, передаваемые вирусы требовали в восемь раз более высоких концентраций IFNalpha2 и в 39 раз более высоких концентраций IFN-бета для достижения 50-процентного снижения репликации. Кроме того, вероятность того, что штаммы, устойчивые к интерферону, будут реплицироваться в иммунных клетках CD4 – основных мишенях ВИЧ-1 – при самых высоких дозах IFN-альфа2 и IFN-бета, были в 35 и 250 раз выше, соответственно. Интерфероны – это белки, выделяемые иммунными клетками в ответ на чужеродные патогены – вирусы, бактерии, паразиты, а также опухолевые клетки.
"Это означает, что быстро размножающиеся штаммы ВИЧ-1, устойчивые к интерферону, имеют повышенную способность к передаче," сказал Шилпа Айер, докторант лаборатории Хана и соавтор исследования. "Мы подтвердили это, предварительно обработав иммунные клетки CD4 интерфероном перед выделением вируса. При этом мы смогли отобрать изоляты доноров, которые имели передаваемый вирусоподобный фенотип."
Команда также показала, что изоляты реципиентов более эффективно высвобождались из инфицированных иммунных клеток CD4, чем соответствующие изоляты доноров, что позволяет предположить, что производство бесклеточных частиц важно в процессе передачи.
В целом результаты показывают, что "узкое место слизистой оболочки" отбирает штаммы ВИЧ-1, которые способны эффективно реплицироваться и распространяться перед лицом мощного врожденного иммунного ответа. "Знание вирусных свойств, которые обеспечивают способность передачи инфекции, несмотря на все барьеры человеческого организма к инфекции, может помочь в разработке вакцин против ВИЧ-1," Хан сказал. "Но мы до сих пор не знаем, какие вирусные генные продукты делают ВИЧ-1 устойчивым к интерферону и как они функционируют. Следующими шагами будет анализ этих механизмов для определения возможных новых целей для профилактики и лечения СПИДа."