Исследователи сообщили о третьем пациенте с ВИЧ и ремиссией после пересадки костного мозга
Издание New Scientist сообщает о третьем пациенте, которому, возможно, удалось излечиться от ВИЧ-инфекции. Как и предыдущим двум больным, ему пересадили костный мозг от донора с мутацией в гене CCR5, которая обеспечивает ее носителю устойчивость к заражению вирусом иммунодефицита.
В 2017 году 37 миллионов человек по всему миру были носителями вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Более половины из них принимают антиретровирусные препараты и могут вести нормальный образ жизни. Но медикаменты приходится принимать в течение всей жизни, к тому же они доступны не всем больным. Поэтому способ подавления действия вируса без медикаментов облегчил бы жизнь зараженным ВИЧ людям.
До недавнего времени был известен единственный случай избавления от этой болезни. У американца Тимоти Брауна, «берлинского пациента», в 1995 году нашли ВИЧ, а в 2007 ему провели трансплантацию стволовых клеток костного мозга от человека с мутацией Δ32 в гене CCR5. Этот ген кодирует один из белков-рецепторов на поверхности лейкоцитов, с которым связываются частицы ВИЧ. Делеция 32 нуклеотидов в гене CCR5 приводит к тому, что вирионы не могут связаться с рецептором, и носитель этой мутации становится невосприимчив к заражению.
Вчера в журнале Nature была опубликована статья, которая показала, что случай Брауна не был исключением или аномалией. Британские ученые описали аналогичный случай, когда у мужчины, живущего с ВИЧ с 2003 года, диагностировали лимфому и пересадили ему клетки костного мозга от донора с мутацией Δ32 в гене CCR5. На сегодняшний день у «лондонского пациента» в течение 18 месяцев наблюдается ремиссия. 16 месяцев назад он перестал принимать антиретровирусные препараты.
Теперь исследователи из Утрехтского университета под руководством Аннемари Венсинг (Annemarie Wensing) сообщили об аналогичном случае. Мужчина, «дюссельдорфский пациент», которому провели трансплантацию костного мозга от донора с мутацией, три месяца назад прекратил принимать антиретровирусные препараты, и до сих пор у него не находят жизнеспособных вирионов. По словам исследователей, они наблюдают еще за несколькими пациентами с ВИЧ, которым пересадили костный мозг от донора-носителя мутации в гене CCR5.
В прошлом году российские ученые получили человеческие эмбрионы (около 250 клеток), несущие мутацию Δ32 в гене CCR5. А до этого медики провели начальные клинические испытания экспериментальной вакцины от ВИЧ и показали ее безопасность.
Исследование провели на личинках дрозофил
Японские исследователи в экспериментах с дрозофилами установили механизм влияния на нейропластичность фермента убиквитинлигазы, функции которого нарушены при синдроме Ангельмана. Как выяснилось, этот фермент в пресинаптических окончаниях аксонов отвечает за деградацию рецепторов к костному морфогенетическому белку, за счет чего устраняются ненужные синапсы в процессе развития нервной ткани. Отчет о работе опубликован в журнале Science. Синдром Ангельмана представляет собой нарушение развития, которое проявляется умственной отсталостью, двигательными нарушениями, эпилепсией, отсутствием речи и характерной внешностью. Его причиной служат врожденные дефекты фермента убиквитинлигазы Е3А (Ube3a), который присоединяет к белкам убиквитин, влияющий на их судьбу в клетке, в том числе деградацию. При синдроме Ангельмана сниженная активность Ube3a нарушает синаптическую пластичность в процессе нейроразвития, в частности элиминацию ненужных синапсов. Повышенная активность этого фермента, напротив, приводит к неустойчивости сформировавшихся синапсов и, как следствие, к расстройствам аутического спектра. Исследования постсинаптических функций Ube3a показали, что он играет роль в нейропластичности, в частности формировании дендритных шипиков. При этом, по данным иммунохимических и электронно-микроскопических исследований, в коре мозга мыши и человека этот фермент экспрессируется преимущественно пресинаптически. Учитывая высокую эволюционную консервативность Ube3a, сотрудники Токийского университета под руководством Кадзуо Эмото (Kazuo Emoto) использовали для изучения его пресинаптических функций сенсорные нейроны IV класса по ветвлению дендритов (C4da) личинок плодовой мухи дрозофилы. Число дендритов этих нейронов резко сокращается (происходит их прунинг) в первые 24 часа после образования куколки, а на последних стадиях ее развития дендриты разветвляются вновь уже по взрослому типу. Используя флуоресцентные метки различных биомаркеров нейронов, исследователи показали, что в ходе этого процесса ремоделированию подвергаются не только дендриты, но и пресинаптические окончания аксонов. Попеременно отключая разные компоненты участвующих в этих процессах молекулярных комплексов, ученые убедились, что для элиминации синапсов под действием сигнального пути гормонов линьки экдизонов необходима только Ube3a, но не куллин-1 E3-лигаза, участвующая в прунинге дендритов. Дальнейшие эксперименты с применением флуоресцентных меток и РНК-интерференции показали, что Ube3a активно транспортируется из тела нейрона в аксон двигательным белком кинезином со средней скоростью 483,8 нанометра в секунду. Создав мутантов с дефектами в различных участках Ube3a, авторы работы выяснили, что связанные с синдромом Ангельмана мутации D313V, V216G и I213T в среднем домене фермента, содержащем тандемные полярные остатки (TPRs), препятствуют его связи с кинезином и транспорту из тела нейрона в аксон. Как следствие, нарушается элиминация ненужных синапсов. Изменения в N-концевом цинк-связывающем домене AZUL и C-концевом HECT влияли на эти процессы в значительно меньшей степени. Ube3a принимает участие в убиквитинировании многих клеточных белков. Чтобы выяснить, какой из них опосредует элиминацию синапсов, авторы работы вызывали в нейронах избыточную экспрессию разных белков-мишеней Ube3a с целью насытить этот фермент и таким образом заблокировать его действие. Оказалось, что выраженные дефекты элиминации синапсов возникают при избыточной экспрессии тиквеина (Tkv) — пресинаптического рецептора к костному морфогенетическому белку (ВМР); прунинг дендритов при этом не затрагивается. Исследование нормальной экспрессии Tkv с помощью флуоресцентных меток показало, что ее уровень значительно снижается через восемь часов после начала формирования куколки. У мутантов, лишенных Ube3a, этого не происходило. Выключение гена tkv или другого компонента сигнального пути BMP — mad — восстанавливало элиминацию синапсов у таких мутантов, то есть за нее отвечает именно этот сигнальный путь. Это подтвердили, восстановив элиминацию синапсов у мутантов без Ube3a антагонистом BMP LDN193189, а также экспрессией белков Glued-DN или Dad, которые подавляют сигнальную активность Mad. Искусственное повышение пресинаптической экспрессии Ube3a в нейронах C4da вызывало массированную преждевременную элиминацию сформировавшихся синапсов и общее уменьшение синаптической передачи у личинок третьего возраста. Это происходило из-за чрезмерного подавления сигнального пути BMP. Таким образом, дефекты убиквитинлигазы Ube3a, лежащие в основе синдрома Ангельмана, приводят к избыточной активности сигнального пути BMP, вследствие чего не происходит устранение ненужных синапсов в процессе развития нервной системы. Этот сигнальный путь может послужить мишенью для разработки новых методов лечения этого синдрома, а возможно и расстройств аутического спектра, считают авторы работы. В 2020 году американские исследователи сообщили, что им удалось предотвратить развитие синдрома Ангельмана у мышей с мутацией материнской копии гена UBE3A. Для этого они с помощью системы CRISPR/Cas9 инактивировали длинную некодирующую РНК UBE3A-ATS, которая подавляет экспрессию отцовской копии UBE3A.