ВИЧ-инфекция: лучшее понимание хранения вируса в организме

Исследователи LMU разработали метод, который позволяет впервые детально генетически проанализировать покоящиеся иммунные клетки человека.

CD4+ Т-клетки являются важными частями иммунной системы и играют ключевую роль в защите организма от патогенов. Поскольку в состоянии покоя они обладают огромным разнообразием защитных механизмов против ВИЧ, они инфицируются очень редко — но эти несколько инфицированных клеток образуют скрытый резервуар для ВИЧ в организме, который в настоящее время не может быть достигнут с помощью противовирусных препаратов. Следовательно, вирус может снова распространяться оттуда после активации CD4.+ Т-клетки. Понимание того, как ВИЧ взаимодействует с CD4 в покое+ Т-клетки необходимы для поиска новых терапевтических подходов. Ученые во главе с профессором Оливером Т. Кепплером из Института Макса фон Петтенкофера в LMU разработали метод, который впервые позволяет генетически манипулировать этими специфическими иммунными клетками в физиологических условиях эффективным и несложным образом. Как сообщают авторы в журнале Методы природы, это позволяет получить ранее недоступное понимание биологии этих клеток.


CD4 в состоянии покоя+ Т-клетки почти не поддавались генетическим манипуляциям, потому что, как объясняет Кепплер, доступные методы обычно предполагают делящиеся клетки. «А покоящиеся клетки не делятся по определению». В качестве первого шага в разработке нового метода команда ученых оптимизировала условия выращивания. В результате исследователи смогли сохранить эти клетки живыми в лаборатории после извлечения их из крови здоровых доноров не только в течение 3-4 дней, как раньше, но и в течение шести недель. Решающий прогресс был достигнут с развитием нуклеофекции, особого метода, который позволяет доставлять реагенты в ядро ​​клетки. Используя эту технику, исследователи ввели генетические ножницы CRISPR-Cas в покоящиеся CD4.+ Т-клетки, позволяющие им вносить целенаправленные модификации в геном клеток-хозяев — например, устраняя гены с помощью так называемых нокаутов. «Эта комбинация сработала очень эффективно, и мы смогли достичь и генетически манипулировать примерно 98 процентами клеток. Более того, мы сделали это, не активируя CD4.+ Т-клетки, — говорит Кепплер. — Что особенно впечатляло, так это то, что мы смогли устранить до шести генов одновременно с высокой эффективностью с помощью одной нуклеофекции. Раньше никому не удавалось сделать это с первичными клетками — и мы сделали это с клетками, изолированными от неповрежденного органа ».

Таким образом, в будущем исследователи смогут устранять отдельные гены и целые сигнальные пути и анализировать их функции. Выключив соответствующие гены, им уже удалось выяснить, играют ли четыре ранее спорных клеточных фактора роль в заражении ВИЧ или нет.

Вдобавок к этому они использовали второй подход, при котором встраиваются дополнительные или слегка модифицированные гены, такие как ген зеленого флуоресцентного белка (GFP). С помощью этого белка исследователи могут анализировать, как изменяется активность целевого гена при определенных условиях, или маркировать определенные белки. «Все это вместе дает нам возможность впервые исследовать взаимодействие ВИЧ с CD4 человека в состоянии покоя.+ Т-клетки в физиологических условиях », — объясняет Адриан Рул, со-ведущий автор исследования.« Но мы также можем лучше изучить их роль в качестве иммунных клеток помимо ВИЧ ». Лучшее понимание биологии этих клеток приведет к новым подходам к полному удалению ВИЧ из тел пациентов, поскольку во всем мире этим вирусом все еще инфицировано около 37 миллионов человек.