Чего добились ученые в борьбе с ВИЧ

Чего добились ученые в борьбе с ВИЧ1 декабря был всемирный день борьбы со СПИДом.

В этот день в моей ленте было много хороших информационных постов о путях передачи ВИЧ и необходимости регулярной сдачи анализов, чтобы проверить свой ВИЧ-статус – это очень важная базовая информация, которую должны знать все.

Я же хочу рассказать, почему необходима регулярная сдача анализов, и чего добились ученые в методах лечения ВИЧ-инфекции, и что это вообще такое. Популяризация научных знаний о ВИЧ – хороший метод борьбы со стигматизацией ВИЧ-положительных людей.

Я помню, как в 90е нас активно пугали СПИДом в школе, по телевизору, в газетах. ВИЧ-инфекция равнялась смерти, а о ВИЧ-положительных людях говорили как о смертниках.

С тех пор прошло более 20 лет, но какой-то фоновый страх остался, ведь далеко не все знают, что ВИЧ-инфекция больше не смертельна, а уже с 1996 появились методы ее эффективного лечения.

Как ВИЧ воздействует на иммунную систему?

ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) – ретровирус, поражающий клетки иммунной системы, на поверхности которых находятся молекулы CD4 – Т-хелперы, макрофаги и др.

 Строение ВИЧ
Строение ВИЧ — вируса иммунодефицита человека [1]
Т-хелперы анализируют, что происходит в организме и как бы управляют остальными иммунными клетками, а молекулы CD4 необходимы для обмена информацией Т-хелперов с другими иммунными клетками. Молекулы CD4 и использует ВИЧ для проникновения в иммунную клетку [5].

Т-хелперы, клетки управляющие работой остальных иммунных клеток, наиболее подвержены к проникновению ВИЧ. Упрощенно, если Т-хелперы поломаны, остальные просто не понимают, что им делать.

Проникновение ВИЧ в иммунную клетку T-хелпер
Проникновение ВИЧ в иммунную клетку T-хелпер

Попадая в клетки, вирус начинает там размножаться, а клетка погибает. Если лечение не начато, Т-хелперов становится все меньше, а вируса все больше. И через какое-то время, около 2-10 лет в зависимости от индивидуальных особенностей организма и штамма вируса, ВИЧ-инфекция переходит в стадию синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа).

Жизненный цикл ВИЧ
Жизненный цикл ВИЧ [13]
Организм больше не может защищаться от бактерий, вирусов, своих мутировавших клеток и пр. Фактически люди умирают не от СПИДа, а от каких-то случайных инфекций, вирусов, бактерий, грибков, своих же раковых клеток, уничтожением которых раньше постоянно занималась иммунная система. Даже от условно патогенных микроорганизмов, которые постоянно живут с нами и не причиняют никаких беспокойств, так как иммунитет легко справляется с этой мелюзгой.

ВААРТ

ВИЧ был открыт в 1983 году и с тех пор активно исследовался. 1-е лекарство появилось в 1988, но особенность вирусов в быстрой мутации и появлению устойчивых к ранее эффективному лекарству штаммов. Поэтому лекарств было разработано много, а ВИЧ стал одним из самых изученных ретровирусов.

Как только мы понимаем, как что-то работает — мы можем придумать способ, как на это воздействовать.

Каждая стадия жизненного цикла ВИЧ с момента попадания в организм была детально изучена, благодаря чему был разработан метод высокоактивной антиретровирусной терапии (ВААРТ) [6]. Она состоит в приеме 3-4 препаратов, молекулы которых блокируют каждый из белков ВИЧ на определенной стадии, нарушая его жизненный цикл.

Если одновременно принимать несколько лекарств разных механизмов действия, воздействующих на вирус на разных стадиях, вероятность того, что у вируса разовьется устойчивость сразу ко всем препаратам, крайне мала. Но если вдруг такое и произойдет, то комбинацию препаратов поменяют.

Вирус контролируется, но остается в организме. И если терапия прекратиться – начнет опять размножаться. Пока терапия продолжается – люди находятся в состоянии ремиссии и могут обычной жизнью, в том числе могут рожать детей.

В случае прохождении терапии вероятность передачи вируса ребенку 0,46% (по данным 2011), а без лечения – 25-50% [7].

Средняя ожидаемая продолжительность жизни после постановки диагноза [8]:

  • 10 лет без лечения;
  • 49 лет при лечении, доступном в 2003;
  • столько же, сколько и для ВИЧ-отрицательных людей при прочих равных условиях, при лечении доступном в 2018.

Похоже, что при отсутствии вредных привычек, продолжительных жизни ВИЧ-положительных людей, проходящих терапию, немного дольше. Они регулярно сдают анализы и посещают врача, что позволяет вовремя начать лечение и других заболеваний.

Сегодня ВИЧ – хорошо контролируемое заболевание, с которым можно жить долго, счастливо и безопасно для себя и окружающих. Регулярная сдача анализов (раз в год, полгода) позволит при необходимости своевременно начать лечение и предотвратить дальнейшее распространению вируса. А через какое-то время ВИЧ станет полностью излечимым.

Как изменятся методы борьбы с ВИЧ в будущем, и что еще нашли ученые?

Естественная защита

Встречаются люди с мутацией в гене CCR5  (Δ32 CCR5), почти не позволяющей ВИЧ проникнуть в иммунные клетки [2,3]. После попадания в организм вирус не может размножаться и через какое-то время будет уничтожен иммунитетом. Но и эта защита не является полной — некоторые штаммы вируса все же способные проникать в иммунные клетки людей с этой мутацией [4].

Эта особенность была изучена, и для антиретровирусной терапии был разработан препарат, блокирующий проникновение ВИЧ в клетки.

Вакцина (долго и сложно)

Исследования в этом направлении ведутся, но вакцина пока не разработана, потому что ВИЧ встраивается именно в иммунные клетки, поражает их и начинает в них успешно размножаться, а главное потому, что он очень быстро мутирует.

Процесс вакцинации должен быть долгим и многоступенчатым, а вакцина должна быть эффективна для множества штаммов вирусов. Иммунная система должна долго тренироваться на кусочки ДНК, вырабатывающих такое же белки, как вирус, чтобы привыкнуть вырабатывать к ним антитела [9].

При этом из-за быстрой мутации ВИЧ, вакцина может дать отрицательный эффект, так как при попадании незнакомого штамма в организм, он среагирует медленнее.

Полное излечение возможно

CRISPR — локусы бактерий, состоящие из прямых повторяющихся последовательностей, которые разделены уникальными последовательностями (спейсерами). Спейсеры заимствуются из чужеродных генетических элементов, с которыми сталкивалась клетка, например, бактериофагов [11].

Этот механизм, позаимствованная у бактерий, позволяет редактировать гены прямо в живой клетке [10].

Он  оказался очень эффективным для распознавания в живой  клетке любых последовательностей генов и разрезания их белком Cas9 в определенном месте [12]. Таким образом, бактерия борется с бактериофагами, вирусами поражающими их.

Если же в систему CRISPR-Cas9 вместо спейсеров, произошедших из ДНК бактериофагов, вставить спейсеры ВИЧ, и запустить этот молекулярный комплекс в наши клетки, то он будет находить ДНК, производящиеся ВИЧ и разрезать их белком Cas9 [14]. Этот комплекс способен уничтожать гены вируса в клетках человека, чтобы его не осталось в организме.

CRISPR-Cas9
Механизма работы системы CRISPR-Cas9. [16]
Система CRISPR-Cas сейчас активно исследуется для лечения ВИЧ, были удачные опыты на клетках человека [14, 15]. Так есть немалая вероятность, что через какое-то время ВИЧ будет не просто удерживаться приемом препаратов, а мы получим возможность полного излечения.

Сегодня распространение ВИЧ гораздо больше социальная проблема, чем медицинская

Лечение есть, вирус хорошо исследован, но как же тогда так получилось, что люди продолжают умирать от СПИДа, а Россия лидирует по темпам распространения ВИЧ в Европе?

  • Отсутствие сексуального образования, в том числе понимания необходимости использования презервативов.
  • Неосведомленность людей о широком распространении ВИЧ, о путях его передачи и необходимости минимум раз в год сдавать анализы. Если вы хоть раз в жизни занимались сексом без презерватива, делали тату, маникюр или пирсинг в сомнительных условиях – вы уже в группе риска.
  • Запрет на метадоновую заместительную терапию, из-за чего количество людей, употребляющих инъекционные наркотики, не уменьшается, что в сочетании с использованием нестерильных игл приводит к распространению ВИЧ. В России более 57,3% случаев инфицирования ВИЧ происходит через инъекционные наркотики по данным федерального центра СПИД.
  • Перебои с поставками лекарств. Перерывы в терапии повышают вероятность развития у ВИЧ устойчивости к препаратам.
  • ВИЧ-диссидентство – конспирологическое движение отрицающее существование ВИЧ, призывающее отказаться от антиретровирусной терапии, сдачи анализов и т.д.

КАК ПЕРЕДАЕТСЯ ВИЧ?

ВИЧ передается через прямой контакт биологических жидкостей человека, в том числе со слизистой или поврежденной кожей.

Только кровь, сперма и предъэякулят (выделяется на протяжении всего полового акта), вагинальный и цервикальный секрет, грудное молоко содержат вирус в концентрации, достаточной для заражения.

Пути передачи ВИЧ:

  • от матери к ребенку во время беременности, родов, грудного вскармливании;
  • при незащищенном сексе: анальном, вагинальном, оральном;
  • через нестерильные иглы, или другие инструменты, нарушающие целостность кожных покровов;
  • переливание крови.

 

Вокруг ВИЧ все еще очень много мифов, хотя есть много доступной информации.

ВИЧ-положительные люди все еще стигматизируются из-за страха, вызванного неосведомленностью. Это усугубляет проблему – люди начинаются бояться сдавать анализы, обращаться за лечением, или предупреждать сексуальн_ую партнер_ку о своем ВИЧ статусе.

Распространяйте проверенную информацию, ежегодно сдавайте анализы (это бесплатно, быстро и не больно), обезопасьте себя, запомнив пути передачи ВИЧ, и не бойтесь обращаться за лечением при необходимости.

ВИЧ – очень распространенный вирус. Болеть не стыдно – мы все в той или иной степени в зоне риска, а вовремя начатое лечение дает возможность прожить долго и без особых ограничений.

Источники:

  1. СПИД: как ВИЧ разрушает нашу иммунную систему. Биомолекула (2013);
  2. Marmor M., Sheppard H.W., Donnell D., Bozeman S., Celum C. (2001). Homozygous and Heterozygous CCR5-[DELTA]32 Genotypes Are Associated With Resistance to HIV InfectionJ. Acquir. Immune Defic. Syndr. 27, 472–481;
  3. Michel Samson, Frédérick Libert, Benjamin J. Doranz, Joseph Rucker, Corinne Liesnard, et. al.. (1996). Resistance to HIV-1 infection in Caucasian individuals bearing mutant alleles of the CCR-5 chemokine receptor geneNature382, 722-725;
  4. Robyn Biti, Rosemary Ffrench, Judy Young, Bruce Bennetts, Graeme Stewart, Tong Liang. (1997). HIV-1 infection in an individual homozygous for the CCR5 deletion alleleNat Med3, 252-253;
  5. J. Michael Kilby, Joseph J. Eron. (2003). Novel Therapies Based on Mechanisms of HIV-1 Cell EntryN Engl J Med348, 2228-2238;
  6. Srdan Matic, Jeffrey V. Lazarus, Martin C. Donoghoe, HIV/AIDS in Europe // WHO Europe, 2006, ISBN 92-890-2284-1;
  7. Townsend CL et al. (2011). Earlier initiation of ART and further decline in mother-to-child HIV transmission rates, 2000-2011.  2014 Apr 24;28(7):1049-57. doi: 10.1097/QAD.0000000000000212;
  8. Antiretroviral Therapy Cohort Collaboration. Life expectancy of individuals on combination antiretroviral therapy in high-income countries: a collaborative analysis of 14 cohort studies.Lancet. 2008 Jul 26;372(9635):293-9. doi: 10.1016/S0140-6736(08)61113-7;
  9. Robert K. Abbott et al. Precursor Frequency and Affinity Determine B Cell Competitive Fitness in Germinal Centers, Tested with Germline-Targeting HIV Vaccine Immunogens. Immunity, VOLUME 48, ISSUE 1, P133-146.E6, JANUARY 16, 2018;
  10. Jusiak B., Cleto S., Perez-Piñera P., Lu T.K. (2016). Engineering synthetic gene circuits in living cells with CRISPR technologyTrends Biotechnol. 34, 535–547;
  11. Wright A.V., Nuñez J.K., Doudna J.A. (2016). Biology and applications of CRISPR systems: harnessing nature’s toolbox for genome engineeringCell164, 29–44;
  12. Cavanagh P. and Garrity A. (2014). CRISPR/Cas9;
  13. Анна Шмакова. CRISPR/​Cas9 как помощник в борьбе с ВИЧ. Биомолекула, 2016;
  14. Kaminski R., Chen Y., Fischer T., Tedaldi E., Napoli A., Zhang Y. et al. (2016). Elimination of HIV-1 genomes from human T-lymphoid cells by CRISPR/Cas9 gene editingSci. Rep. 6, 22555.
  15. Hu W., Kaminski R., Yang F., Zhang Y., Cosentino L., Li F. et al. (2014). RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infectionProc. Natl. Acad. Sci. USA111, 11461–11466;
  16. Никита Борзов. Битва века: CRISPR vs ВИЧ. Биомолекула, 2016.