SLIK BESTEMMER HIV SEG FOR å BLI AKTIV

Forskere har funnet den molekylære mekanismen som ligger til grunn for HIVs beslutning om å forbli i en aktiv eller sovende tilstand. Dette kan føre til nye terapier som fungerer ved å holde viruset i en hvilende tilstand.

Å lære om HIVs beslutningsprosess kan hjelpe oss med å bekjempe den.

Studien, ledet av et team fra Gladstone Institutes i San Francisco, CA, inneholder en artikkel som nå er publisert i tidsskriftet Celle.

Funnene kan også forklare beslutninger om celleskjebne som forekommer andre steder i biologien - for eksempel hvordan stamceller bestemmer om de skal forbli som stamceller eller skille seg ut i spesialiserte celler, inkludert hjerne- eller hjerteceller, når de deler seg.

Seniorstudieforfatter Prof. Leor S. Weinberger, direktør for Center for Cell Circuitry ved Gladstone Institutes, sammenligner prosessen med hvordan vi "sikrer våre innsatser" når vi tar beslutninger om økonomiske investeringer.

For å ”beskytte mot volatilitet i markedet”, kan vi velge å plassere noen fond i høyrisikoaksjer med potensielt høye avkastninger og resten i lavrisiko- og lavavkastningsopsjoner.

"Tilsvarende," forklarer han, "hiv dekker basene i et ustabilt miljø ved å generere både aktive og sovende infeksjoner."

HIV latent reservoar

Når den kommer inn i menneskekroppen, setter HIV sitt genetiske materiale inn i DNA av "verts" immunceller. Ved å gjøre dette kan HIV tvinge cellens maskineri til å lage kopier av viruset.

Imidlertid går noen HIV-infiserte immunceller i en sovende eller latent tilstand og vil ikke lage nytt virus. HIV kan gjemme seg i dette “latente reservoaret” i lang tid.

Nåværende HIV-behandlinger er svært effektive for å redusere mengden aktivt virus i kroppen. Imidlertid er de ikke så flinke til å takle sovende HIV, som kan reaktivere så snart behandlingen stopper. Dette er en av hovedårsakene til at vi ennå ikke kan kurere HIV.

I tidligere arbeider viste prof. Weinberger og hans kolleger at hivforsinkelse "ikke er en ulykke", men en bevisst "overlevelsestaktikk."

Taktikken er “evolusjonært fordelaktig for viruset” fordi det på stedene der HIV først kommer inn i kroppen, er det ikke mange immunceller som det kan invadere, og hvis det drepte dem alle ved å være fullt aktive, ville det ikke være noen igjen å fortsette infeksjonen.

HIV utnytter ‘genuttryksstøy’

Ved å sette noen av cellene som den invaderer i en latent tilstand, sørger HIV for at aktivering kan vente til disse cellene har blitt ført inn i vev der det er mange flere målceller, og derved sikre en større sjanse for å overleve og pågående infeksjon.

Teamet fant at HIV er i stand til å generere en aktiv eller en sovende tilstand ved å dra nytte av et normalt fenomen i celler som kalles "tilfeldige svingninger i genuttrykk."

På grunn av tilfeldige svingninger i genuttrykk, som forskere også kaller "støy", kan to celler med nøyaktig samme genetiske sammensetning produsere forskjellige mengder av det samme proteinet. Forskjellen kan være nok til å påvirke celle "funksjon og skjebne."

HIV uttrykker sine gener inne i vertscellen ved hjelp av en mekanisme som kalles "alternativ spleising", som gjør det mulig å skjære opp genetisk materiale og samle det i en rekke arrangementer.

Ineffektiv genspleising

I studien observerte forskerne individuelle celler smittet med HIV. De fant at viruset bruker en type skjøting for å kontrollere tilfeldig støy for å avgjøre skjebnen til vertscellen - om den skal være aktiv eller sovende.

"Vi fant," sier den første studieforfatteren Dr. Maike Hansen, forsker i prof. Weinbergers gruppe, "at HIV bruker en spesielt ineffektiv form for spleising for å kontrollere støy."

“Overraskende nok, hvis det fungerte effektivt,” fortsetter hun, “vil denne mekanismen produsere mye mindre aktivt virus. Men ved å tilsynelatende kaste bort energi gjennom en ineffektiv prosess, kan HIV faktisk bedre kontrollere beslutningen om å forbli aktiv. "

Ved hjelp av modellerings-, genetikk- og bildebehandlingsverktøy klarte teamet for første gang å identifisere scenen i HIV-livssyklusen da spleisen skjedde.

De fant at ineffektiv spleising ikke skjer under transkripsjon - som tidligere antatt - men etter den.

Transkripsjon er prosessen der instruksjonene i DNA kopieres til RNA for å fortelle cellemaskineri hva de skal gjøre eller hvilke proteiner du skal lage.

Teamet konkluderer med at det å ha en ineffektiv skjøtingsprosess er viktig for overlevelsen av viruset, og at forbedring av effektiviteten kan være en måte å beseire det ved å holde det permanent i en latent tilstand.