Инъекция урезанной формы ВИЧ снизила вирусную нагрузку более чем в тысячу раз

Американские исследователи разработали терапевтические интерферирующие частицы — дефектный вариант вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), который снижает уровень репликации полноценного вируса. В эксперименте на обезьянах одна инъекция снизила вирусную нагрузку на три порядка как минимум в течение 30 недель и продлила жизнь животных. Отчет опубликован в журнале Science.

В настоящее время лечение ВИЧ-инфекции подразумевает назначение высокоактивной антиретровирусной терапии, которую необходимо регулярно принимать пожизненно, иначе вирусная нагрузка возрастает вновь. Протокол трансплантации нечувствительных к вирусу кроветворных клеток костного мозга сложен и дорог, к настоящему времени он помог лишь единичным пациентам. Эффективной пригодной для клинического применения вакцины от ВИЧ пока не существует.

При этом уже на протяжении нескольких десятилетий исследователей интересует возможность терапевтического применения дефектных интерферирующих вирусных частиц (DIP, ДИ-частицы), впервые открытых для вируса гриппа Пребеном фон Магнусом (Preben von Magnus) в 1940-х годах. Они образуются спонтанно в течение жизненного цикла практически всех вирусов и представляют собой их варианты с обширными делециями. Из-за них ДИ-частицы не вызывают заболевание и неспособны к самостоятельной репликации — для размножения они паразитируют на полноценном вирусе, забирая у него ключевые белки. Теоретически, если создать такие частицы с базовым репродуктивным числом R₀ > 1, они могли бы служить вводимым однократно терапевтическим агентом, существенно снижающим уровень репликации искомого вируса.

Сотрудники разных научных центров США под руководством Леора Вайнбергера (Leor Weinberger) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско провели моделирование in silico и пришли к выводу, что спонтанные ДИ-частицы ВИЧ не смогут размножиться в обычных клеточных культурах из-за эффектов разбавления. Тогда они создали биореактор с неразбавляемой монокультурой CD⁴⁺ клеток-мишеней, зараженных флуоресцентно маркированным вирусом. Это позволило получить потенциальную ДИ-частицу с делецией примерно 2,5 тысячи пар оснований в области pol-vpr, из-за чего у них отсутствовали рибонуклеаза Н и интеграза, а обратная транскриптаза экспрессировалась в усеченном виде.

В полученные частицы исследователи внесли дополнительные модификации: вернули утраченную полипуриновую последовательность и подавили экспрессию дополнительных белков tat, rev, vpu и env. Это позволило создать стабильные варианты с R₀ > 1, которые назвали терапевтическими интерферирующими частицами (TIP). При культивировании в биореакторе они стабильно подавляли экспоненциальный рост ВИЧ на протяжении не менее 40 дней. После внесения еще двух небольших делеций эти частицы испытали на двух гуманизированных мышиных моделях — NSG с мононуклеарными клетками периферической крови и NSG с CD³⁴⁺-клетками — и пронаблюдали значительное и стабильное снижение вирусной нагрузки. В экспериментах с культурами клеток, в том числе полученных у пациентов с ВИЧ-инфекцией и после отмены антиретровирусной терапии, терапевтические частицы также замедляли развитие патологических проявлений после отмены препаратов и подавляли повторный рост уровня репликации вируса.

Для испытаний на максимально физиологически релевантной модели исследователи создали аналогичные TIP для вируса иммунодефицита обезьян (ВИО). Их ввели однократно внутривенно шести детенышам макаков-резусов в дозе 3 × 10⁷ трансдуцирующих единиц и через 24 часа тем же путем заразили их высокопатогенным рекомбинантным штаммом ВИО SF162P3 в дозе 100 международных единиц. Наблюдение за животными продолжалось около 30 недель. Назначение TIP приводило к их репликации в присутствии ВИО в течение более полугода, стойко снижало вирусную нагрузку в плазме крови и лимфоидной ткани более чем в тысячу раз и соответствующим образом уменьшало клинические проявления заболевания. До конца наблюдения дожили все обезьяны, кроме одной, в то время как половина животных в контрольной группе умерла к 15-й неделе. Полногеномное секвенирование выделенных в основной группе ВИО не выявило признаков усиленной эволюции, рекомбинации или формирования устойчивости.

Последующее математическое моделирование с использованием полученных результатов показало, что однократное введение TIP пациентам может стойко снижать вирусную нагрузку до уровня ниже установленного Всемирной организацией здравоохранения порога передачи в 1000 копий на миллилитр крови. Таким образом, эти частицы могут послужить основой для создания нового класса терапии ВИЧ-инфекции, заключают авторы работы.

Потенциальное значение подобной терапии весьма велико. Как показало недавнее исследование, смертность детей в Мали, Мозамбике и Южно-Африканской Республике остается высокой несмотря на доступ к высокоактивной антиретровирусной терапии. Причиной этого авторы называют высокий исходный уровень вирусной нагрузки и неблагоприятное социальное окружение.