История болезни. ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель. 1990 год.
Оригинал взят у shvarz в ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель - 1990
Я начал заниматься ретровирусами в 1996 году и к тому времени уже было хорошо известно, что ВИЧ отличается от известных ранее ретровирусов тем, что может заражать неделящиеся клетки. Считалось, что в неделящуюся клетку любой ретровирус попасть может, и даже распаковаться и синтезировать ДНК, но вот в способности интегрироваться в ДНК хозяина ВИЧ отличался. MLV, вирус лейкемии мышей, на этой стадии ждал пока клетка начнет делиться, потому что в процессе деления клетка разбирает свою ядерную оболочку и ее ДНК оказывается доступной для вируса. ВИЧ же не дожидался деления, а мог пройти сквозь поры ядерной оболочки даже в неделящейся клетке, скорее всего потому что у него был сигнал, который клетка использует для доставки белков в ядро.
Моим первым проектом была попытка создать MLV, который бы как и ВИЧ мог заражать неделящиеся клетки. Я угробил на этот проект полтора года своей жизни, но так ничего и не добился. Как выяснилось несколько позднее, в описанной выше ситуации все было намного-намного сложнее. Во-первых, элементы ВИЧ, которые якобы позволяли ему попасть в ядро в неделящихся клетках оказались не имеющими к этому процессу никакого отношения, а важными оказались совсем иные части. Во-вторых, оказалось, что между ВИЧ и MLV существуют важные отличия (например то, ВИЧ в принципе меньше размером и может сквозь ядерную пору пролезть, а MLV для этого слишком велик), которые проявляются не всегда, а лишь в некоторых видах клеток и они запутывали мои эксперименты. Ну и наконец, оказалось, что понятие "неделящаяся клетка" является очень неопределенным и что клетки могут быть "неделящимися", но при этом радикально отличаться одна от другой в целом ряду разных свойств и что модели "неделящихся клеток", которые мы использовали в лаборатории, практически не воспроизводят эти свойства. В общем, утешает меня то, что не я один был совершенно запутан всеми этими заморочками и то, что до сих пор еще в этом до конца не разобрались, а также то, что опыт работы с этим проектом мне пригодился спустя несколько лет на интервью.
Начался же этот бардак примерно в конце 80-х, начале 90-х годов, и статья Джерри Зака (pdf), которую мы и представляем на этой неделе, была одной из наиболее важных в привлечении внимания к этому вопросу. В своей статье Зак и соавторы показали несколько странную вещь - когда они инфицировали ВИЧ неделящиеся неактивированные лимфоциты, то вирус очень плохо их заражал - большинство вирусных ДНК были синтезированы не полностью. Эти частичные ДНК, хотя они и не были встроены в геном клетки-хозяина, могли какое-то время производить вирус, но в конце концов разрушались. Эта статья вызвала массу противоречиий, потому что повторяя эти эксперименты одни группы получали схожие результаты, а другие либо не наблюдали инфекции вообще, либо видели, что вирус инфицирует клетки вполне нормально. Последовал тот самый бардак, о котором я уже писал.
В конце концов все сошлись на том, что лимфоциты существуют не в двух состояниях (1. активированные и делящиеся, когда они борются с инфекцией, и 2. отдыхающие, неделящиеся, пока они еще инфекции не видели, или когда инфекция уже поборена), а в целом градиенте, который упрощенном можно разделить на: 1) неактивированные и неделящиеся, их ВИЧ почти вообще не инфицирует; 2) слега активированные, но неделящиеся, их ВИЧ может инфицировать, но не очень хорошо; и 3) активированные и активно делящиеся, их ВИЧ инфицирует просто отлично. Переход между этими состояниями довольно плавный и регулируется в организме огромным количеством разных иммунных сигналов, вызываемых патогенами и другими клетками иммунной системы.
Интересно, что активация иммунной системы (в ответ на инфекцию) в случае ВИЧ идет лишь на пользу вирусу - она поставляет активированные делящиеся клетки, которые и являются основным топливом для вирусной репликации.
Я начал заниматься ретровирусами в 1996 году и к тому времени уже было хорошо известно, что ВИЧ отличается от известных ранее ретровирусов тем, что может заражать неделящиеся клетки. Считалось, что в неделящуюся клетку любой ретровирус попасть может, и даже распаковаться и синтезировать ДНК, но вот в способности интегрироваться в ДНК хозяина ВИЧ отличался. MLV, вирус лейкемии мышей, на этой стадии ждал пока клетка начнет делиться, потому что в процессе деления клетка разбирает свою ядерную оболочку и ее ДНК оказывается доступной для вируса. ВИЧ же не дожидался деления, а мог пройти сквозь поры ядерной оболочки даже в неделящейся клетке, скорее всего потому что у него был сигнал, который клетка использует для доставки белков в ядро.
Моим первым проектом была попытка создать MLV, который бы как и ВИЧ мог заражать неделящиеся клетки. Я угробил на этот проект полтора года своей жизни, но так ничего и не добился. Как выяснилось несколько позднее, в описанной выше ситуации все было намного-намного сложнее. Во-первых, элементы ВИЧ, которые якобы позволяли ему попасть в ядро в неделящихся клетках оказались не имеющими к этому процессу никакого отношения, а важными оказались совсем иные части. Во-вторых, оказалось, что между ВИЧ и MLV существуют важные отличия (например то, ВИЧ в принципе меньше размером и может сквозь ядерную пору пролезть, а MLV для этого слишком велик), которые проявляются не всегда, а лишь в некоторых видах клеток и они запутывали мои эксперименты. Ну и наконец, оказалось, что понятие "неделящаяся клетка" является очень неопределенным и что клетки могут быть "неделящимися", но при этом радикально отличаться одна от другой в целом ряду разных свойств и что модели "неделящихся клеток", которые мы использовали в лаборатории, практически не воспроизводят эти свойства. В общем, утешает меня то, что не я один был совершенно запутан всеми этими заморочками и то, что до сих пор еще в этом до конца не разобрались, а также то, что опыт работы с этим проектом мне пригодился спустя несколько лет на интервью.
Начался же этот бардак примерно в конце 80-х, начале 90-х годов, и статья Джерри Зака (pdf), которую мы и представляем на этой неделе, была одной из наиболее важных в привлечении внимания к этому вопросу. В своей статье Зак и соавторы показали несколько странную вещь - когда они инфицировали ВИЧ неделящиеся неактивированные лимфоциты, то вирус очень плохо их заражал - большинство вирусных ДНК были синтезированы не полностью. Эти частичные ДНК, хотя они и не были встроены в геном клетки-хозяина, могли какое-то время производить вирус, но в конце концов разрушались. Эта статья вызвала массу противоречиий, потому что повторяя эти эксперименты одни группы получали схожие результаты, а другие либо не наблюдали инфекции вообще, либо видели, что вирус инфицирует клетки вполне нормально. Последовал тот самый бардак, о котором я уже писал.
В конце концов все сошлись на том, что лимфоциты существуют не в двух состояниях (1. активированные и делящиеся, когда они борются с инфекцией, и 2. отдыхающие, неделящиеся, пока они еще инфекции не видели, или когда инфекция уже поборена), а в целом градиенте, который упрощенном можно разделить на: 1) неактивированные и неделящиеся, их ВИЧ почти вообще не инфицирует; 2) слега активированные, но неделящиеся, их ВИЧ может инфицировать, но не очень хорошо; и 3) активированные и активно делящиеся, их ВИЧ инфицирует просто отлично. Переход между этими состояниями довольно плавный и регулируется в организме огромным количеством разных иммунных сигналов, вызываемых патогенами и другими клетками иммунной системы.
Интересно, что активация иммунной системы (в ответ на инфекцию) в случае ВИЧ идет лишь на пользу вирусу - она поставляет активированные делящиеся клетки, которые и являются основным топливом для вирусной репликации.