In einer in Cell veröffentlichten Studie beschreiben Forscher unter der Leitung von Zanvil A. Cohn und Ralph M. Steinman Professor Michel C. Nussenzweig an der Rockefeller University und ihre Mitarbeiter beschreiben neue Erkenntnisse darüber, welche Zellen wahrscheinlich diese lauernde Bedrohung beherbergen und welche nicht.
„Vor kurzem wurde gezeigt, dass sich infizierte weiße Blutkörperchen im Laufe der Zeit vermehren und viele Klone produzieren können, die alle den genetischen Code von HIV enthalten. Wir haben jedoch festgestellt, dass diese Klone nicht das latente Virusreservoir zu beherbergen scheinen“, sagt Studienautorin Lillian Cohn, Doktorandin in Nussenzweigs Labor für Molekulare Immunologie. „
HIV gehört zu einer Familie von Viren, die sich direkt in das Genom der Wirtszelle einfügen, wo sie sich nach der Erstinfektion in aller Ruhe verstecken können. HIV zielt hauptsächlich auf CD4-T-Lymphozyten ab, eine Art von T-Zellen, die an der Einleitung einer Immunreaktion beteiligt sind.
Wenn sich HIV in den genetischen Code einer CD4-T-Zelle integriert, kann es eine aktive Infektion auslösen, indem es die Zelle dazu bringt, mehr Kopien von sich selbst zu produzieren, um andere Zellen zu infizieren, und sie dabei tötet. Antiretrovirale Medikamente, die die HIV-Infektion unterdrücken, unterbrechen dieses Hijacking. Es kann aber auch sein, dass das Virus keine aktive Infektion auslöst, sondern ein ruhiges, winziges DNA-Fragment bleibt, das im Genom der Wirtszelle versteckt ist. In diesem Fall können die Medikamente nichts ausrichten, und die Infektion bleibt latent.
Meistens liegt der Fall jedoch dazwischen. Zwar gelingt es dem Virus, zumindest einen Teil seiner selbst in das Genom der T-Zelle einzuschleusen, doch aufgrund von Problemen mit dem Prozess ist es nicht in der Lage, die Zelle zu entführen, um sich selbst zu replizieren. Aber diese wenigen erfolgreichen Integrationen richten immer noch Schaden an, und die daraus resultierende Schwächung des Immunsystems des Opfers macht ihn oder sie anfällig für potenziell tödliche opportunistische Infektionen Jahre oder sogar Jahrzehnte nach der Erstinfektion.
„Wenn ein Patient die Einnahme von antiretroviralen Medikamenten abbricht, schlägt die Infektion zurück. Es ist wirklich erstaunlich, dass das Virus 20 Jahre nach der Erstinfektion AIDS auslösen kann“, sagt Cohn.
Forscher vermuten, dass sich das Reservoir des latenten Virus in einer Art von CD4-T-Zellen versteckt: langlebige Gedächtniszellen, die dem Immunsystem helfen, sich an bestimmte Krankheitserreger zu erinnern. Wenn diese Zellen auf einen Erreger stoßen, den sie schon einmal gesehen haben, regen sie die Vermehrung von T-Zellen an, die auf die Erkennung des Erregers eingestellt sind – ein Prozess, der als klonale Expansion bezeichnet wird. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass die klonale Expansion für die Aufrechterhaltung des latenten HIV-Reservoirs von entscheidender Bedeutung ist.
Im Anschluss an Arbeiten, die von Mila Jankovic, einer leitenden wissenschaftlichen Mitarbeiterin des Labors, initiiert wurden, untersuchten Cohn und ihre Kollegen geklonte und einzigartige CD4-T-Zellen in Blutproben von 13 mit HIV infizierten Personen. Eine analytische Rechentechnik, die von Israel Tojal da Silva, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter des Labors, entwickelt wurde, ermöglichte die Identifizierung von Integrationsstellen, in die sich HIV in einzelnen Zellen eingefügt hatte.
„Angesichts der Größe des menschlichen Genoms ist es höchst unwahrscheinlich, dass sich das Virus mehr als einmal an genau der gleichen Stelle einfügt. Wenn also mehrere Zellen Viren mit identischen Integrationsstellen enthielten, haben wir sie als Klone eingestuft. Wenn hingegen eine Zelle eine einzigartige Integrationsstelle hatte, die sie mit keiner anderen Zelle teilte, gingen wir davon aus, dass diese Zelle einzigartig war“, sagt Cohn.
Die Forscher testeten 75 virale Sequenzen, die aus den expandierten Zellklonen entnommen wurden, um zu sehen, ob sie das Potenzial hatten, mehr von dem Virus zu produzieren. Keine von ihnen konnte es.
„Wir können zwar nicht ausschließen, dass ein seltener Zellklon ein aktives Virus enthält, aber es scheint am wahrscheinlichsten, dass sich das latente Reservoir – und das potenzielle Ziel für Therapien zur Heilung von HIV – in den selteneren Einzelzellen mit einzigartigen Integrationen befindet“, sagt Cohn.