Ученые считают, что удалось обнаружить ВИЧ-кофактор
Кофактор, который помогает вирусу СПИДа проникать в клетку и охота на который продолжалась так долго, по всей видимости, наконец-то идентифицирован - это открывает путь к лучшему пониманию функционирования ВИЧ и, возможно, новых методов СПИД-терапии.
В языке, которым пользуются ученые, есть свои ругательства. Например, слово «прорыв», презираемое многими исследователями по вполне понятным причинам: обычно ученым удается продвигаться вперед не более чем на несколько миллиметров. И все же, в редких случаях, ученым действительно удается сделать настоящий прорыв, и, вполне возможно, именно это и произошло в исследовании СПИДа. После десятилетнего исследования ученых всего мира, группа, возглавляемая биохимиком Эдвардом Бержером из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний
(НИАИЗ), возможно, смогла разгадать основную тайну, касающуюся того, как ВИЧ - вирус СПИДа проникает в клетку и инфицирует ее.
Исследователи еще в 1984 году обнаружили, что ВИЧ проникает в клетку, «причаливая» к белку-рецептору, известному под названием CD4 и расположенному на поверхности клетки. Но двумя годами позже выяснилось, что одного CD4 не достаточно для того, чтобы ВИЧ смог проникнуть в клетку; для этого, как оказалось, необходимо наличие некоего неизвестного кофактора, который обнаруживался только в человеческих клетках.
Группа Беджера сообщает об обнаружении мембранного протеина, называемого «фузином», который обладает именно теми характеристиками, которые приписывались неуловимому кофактору. Исследователи обнаружили, например, что вместе с CD4 он позволяет клеткам сплавляться («to fuse» по-английски - отсюда и его название) с поверхностью ВИЧ - ключевой шаг в процессе инфицирования.
В противоположность предыдущим подозреваемым кофакторам, на этот раз эксперты по СПИДу дружно приветствовали полученные результаты. «Это величайший триумф настойчивости, и с точки зрения методики сделано это отлично», - говорит Джон Мур, биохимик из Нью-Йоркского центра по исследованию СПИДа. Гематолог из Пенсильванского университета Джеймс Хокси, который также занимался поисками кофактора в течение многих лет, полностью согласен с такой оценкой: «Это действительно выдающееся достижение».
Открытие заслужило такие восторженные оценки потому, что оно сможет помочь разрешить несколько головоломок, которые ВИЧ задал своим исследователям. Прежде всего то, как ему удается разрушать клетки и почему, как оказалось, он не причиняет никакого вреда некоторым ВИЧ-инфицированным людям. Работа может также привести к моделированию поведения вируса на лабораторном животном, на котором удастся отработать диагностику СПИДа и методы его лечения, что уже очень долго не удается сделать многим исследователям. К тому же это повысит шансы создания новых методов лечения путем блокировки фузина, что лишит ВИЧ возможности инфицировать клетки.
Почему же Бержеру удалось добиться успеха там, где многие его коллеги потерпели неудачу? «Все дело в чувствительности нашей аппаратуры и многосторонности наших исследований», - говорит он.
Бержер и его сотрудники вышли на фузин методом исключения. Они начали составлять «библиотеку» ДНК из человеческих клеток, восприимчивых к ВИЧ, и затем вводили их в CD4-содержащие мышиные клетки. Затем они смешивали их с поддельным ВИЧ, который содержал белок поверхности вируса, - и обнаружили, как и надеялись, низкий уровень прилипания, показывающий, что одна из ДНК кодирует искомый кофактор. Повторными идентификациями все меньших и меньших порций из библиотеки ДНК, отбрасывая те из них, которые не вызывали слипания, команда Бержера изолировала участок ДНК, который, по всей видимости, кодировал именно этот кофактор, которым оказался белок, получивший название фузин.
Для того чтобы убедиться, что они обнаружили именно тот протеин, который им был нужен, команда решила показать, что добавление фузина с ДНК к клеткам норок и обезьян, а также и к человеческим клеткам, в частности, нервной системы человека, которые обычно не инфицируются ВИЧ, приводит к потере этой резистентности, и добилась их слипания с поддельными вирусами СПИДа. Исследователи обнаружили также, что антитела, которые вырабатываются на фузин, блокируют и сам фузин, и инфицирование клеток, подверженных ВИЧ-инфекции.
Не называя имен, Мур и другие заявили, что уже как минимум в двух лабораториях получены результаты, подтверждающие результаты команды Бержера. Еще несколько лабораторий, включая лабораторию Мура, подключились к работе.
Открытие фузина может указать путь не только к пониманию естественной резистентности, но и подсказать новые формы лечения СПИДа. Например, при помощи препаратов, которые сделают клетки невосприимчивыми к ВИЧ-инфекции путем блокировки их соединения с протеином. Исследователи СПИДа надеются, что, вживив ген фузина в геном мелких животных, например кроликов, они смогут получить относительно недорогую лабораторную модель для тестирования вакцин СПИДа и изучения механизмов действия ВИЧ.
Правда, Бержер пытается несколько снизить всеобщую эйфорию по поводу своего открытия, предостерегая, что, возможно, существует несколько различных фузин-подобных кофакторов. В своей статье он объясняет, что ВИЧ-суррогаты, которыми пользовался он и его коллеги, содержали поверхностный белок той версии вируса, которая получается из линии T-клеток, культивируемых в лабораторных условиях. Изолированные из таких клеток ВИЧ были типичны для тех форм вируса, которые обнаруживались у людей на поздних стадиях развития заболевания. Более распространенные ВИЧ отличаются от этих своими маркерами и не дают реакции с фузином. Возможно, для каждого штамма вируса существует свой особый кофактор.
Исследователи с большим оптимизмом относятся к предположению, что существуют еще и другие кофакторы. В частности, Хокси уже с головой ушел в поиски близких родственников фузина, которые могут играть решающую роль в механизме инфицирования SIV, обезьяньим родичем ВИЧ, и ВИЧ-2. «Эта статья - только начало», - говорит он.
По материалам журнала «Science»