Cell-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat Zanvil A. Cohnin ja Ralph M. Steinmanin johtamat professori Michel C. Nussenzweig Rockefellerin yliopistossa ja heidän yhteistyökumppaninsa kuvaavat uusia näkemyksiä siitä, mitkä solut todennäköisesti kätkevät sisäänsä tätä piilevää uhkaa ja mitkä eivät.
”Hiljattain on osoitettu, että infektoituneet valkosolut voivat ajan mittaan lisääntyä tuottaen monia klooneja, jotka kaikki sisältävät HIV:n geneettisen koodin. Huomasimme kuitenkin, että nämä kloonit eivät näytä sisältävän piilevää virusreservaaria”, sanoo tutkimuksen tekijä Lillian Cohn, joka on jatko-opiskelija Nussenzweigin molekyyliimmunologian laboratoriossa. ”Sen sijaan analyysimme viittaa soluihin, jotka eivät ole koskaan jakautuneet latentin reservoarin lähteenä.”
HIV kuuluu virusten perheeseen, jotka asettautuvat suoraan isäntäsolun genomiin, jossa ne voivat piileskellä hiljaa alkuperäisen tartunnan jälkeen. HIV kohdistuu useimmiten CD4 T-lymfosyytteihin, T-solutyyppiin, joka osallistuu immuunivasteen käynnistämiseen.
Kun HIV integroituu CD4 T-solun geneettiseen koodiin, se voi tuottaa aktiivisen infektion, kaapata solun tuottamaan lisää kopioita itsestään tartuttaakseen muita soluja ja tappaa sen samalla. Antiretroviraaliset lääkkeet, jotka tukahduttavat HIV-infektion, toimivat häiritsemällä tätä kaappausta. Virus voi kuitenkin myös olla tuottamatta aktiivista infektiota, jolloin se pysyy hiljaisena, pienenä DNA:n pätkänä isäntäsolun perimässä. Tällöin lääkkeillä ei ole mitään häiritsevää, ja infektio pysyy latenttina.
Useimmiten tapahtuu kuitenkin jotain siltä väliltä. Vaikka virus onnistuu saamaan ainakin osan itsestään T-solun perimään, prosessiin liittyvät ongelmat jättävät sen kyvyttömäksi kaappaamaan solun monistumaan. Mutta nämä harvat onnistuneet integroitumiset aiheuttavat silti vahinkoa, ja siitä johtuva uhrin immuunijärjestelmän heikentyminen tekee hänet alttiiksi mahdollisesti kuolemaan johtaville opportunistisille infektioille vuosia tai jopa vuosikymmeniä alkuperäisen infektion jälkeen.
”Jos potilas lopettaa antiretroviraalisten lääkkeiden käytön, infektio palautuu. On todella hämmästyttävää, että virus voi synnyttää aidsin 20 vuotta alkuperäisen infektion jälkeen”, Cohn sanoo.
Tutkijat uskovat, että piilevän viruksen varasto saattaa piileksiä eräänlaisissa CD4 T-soluissa: pitkäikäisissä muistisoluissa, jotka auttavat immuunijärjestelmää muistamaan tietyt taudinaiheuttajat. Kun nämä solut kohtaavat patogeenin, jonka ne ovat aiemmin nähneet, ne kiihdyttävät niiden T-solujen lisääntymistä, jotka on viritetty tunnistamaan se. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että kloonilaajentuminen on ratkaisevan tärkeää HIV:n piilevän varaston ylläpitämisessä.
Cohn ja hänen kollegansa tutkivat kloonattuja ja ainutlaatuisia CD4-T-soluja 13:n HIV-tartunnan saaneen henkilön verinäytteistä. Laboratorion apulaistutkija Israel Tojal da Silvan kehittämä analyyttinen laskentatekniikka mahdollisti sellaisten integroitumiskohtien tunnistamisen, joihin HIV oli asettunut yksittäisissä soluissa.
”Kun otetaan huomioon ihmisen genomin koko, on hyvin epätodennäköistä, että virus asettuisi täsmälleen samaan paikkaan useammin kuin kerran. Jos siis useissa soluissa oli virus, jolla oli identtiset integroitumiskohdat, luokittelimme ne klooneiksi. Samaan aikaan, jos solussa oli ainutlaatuinen integraatiokohta, jota ei jaettu minkään muun solun kanssa, oletimme, että kyseinen solu oli ainutlaatuinen”, Cohn sanoo.
Tutkijat testasivat 75 virussekvenssiä, jotka otettiin laajentuneista soluklooneista nähdäkseen, oliko niillä potentiaalia tuottaa lisää virusta. Yksikään ei pystynyt.
”Vaikka emme voi sulkea pois sitä mahdollisuutta, että harvinainen soluklooni voi sisältää aktiivisen viruksen, näyttää todennäköisimmältä, että piilevä varasto – ja HIV:n parantamiseen tarkoitettujen hoitojen potentiaalinen kohde – sijaitsee harvinaisemmissa yksittäisissä soluissa, jotka sisältävät ainutlaatuisia integraatioita”, sanoo Cohn.