Введение к работе
Актуальность темы. ВИЧ-инфекция, приводящая к СПИДу, представляет собой актуальную проблему для большинства стран мира. И несмотря на определенные успехи последних лет в изучении инфекции, диагностики и лечения болезни, вызванной ВИЧ, пандемия ВИЧ продолжает распространяться по планете. В некоторых развивающихся странах уже в настоящее время СПИД стал основной причиной смерти взрослого населения до 30 лет. Подсчитано, что каждые 13 минут в мире происходит новое заражение ВИЧ, а каждые 9 минут происходит смерть, вызванная ВИЧ инфекцией. Согласно прогнозу ВОЗ, к концу 2000 года число ВИЧ инфицированных может достичь 40 млн. человек, а число умерших 8 млн. человек. Полагают, что в ближайшее десятилетие 10-20 млн. детей останутся без родителей.
Проблеме ВИЧ-инфекции во всем мире уделяется огромное внимание. Одно из наиболее важных достижений в науке за последние 5 лет в области лечения ВИЧ-инфекции - это создание комплексной высокоактивной антиретровирусной терапии, которая продлевает жизнь ВИЧ больного на длительный срок. И тем не менее, фундаментальные проблемы ВИЧ-инфекции все еще остаются нерешенными. В первую очередь это относится к вопросам патогенеза в лимфатической ткани человека, где развиваются главные процессы, определяющие ход болезни Понимание этих процессов -одна из актуальных задач фундаментальной биологии и медицины.
Известно, что ВИЧ-1 отличает исключительно высокая генетическая изменчивость (Coffin et al., 1995). В зараженном организме происходит постепенная закономерная эволюция вируса. Это приводит к тому, что вирусы выделяемые на последних стадиях болезни отличаются от тех, которые доминировали в ее начале. Однако, не известно существует ли причинно-следственная связь между эволюцией вируса в организме больного и прогрессированием болезни. В нашем исследовании мы ставили перед собой цель - изучить механизм патогенеза в лимфатической ткани человека, зараженной вариантами ВИЧ-1, выделяемых на ранних и поздних стадиях болезни. Эта цель актуальна как для понимания фундаментальных биохимических и вирусологических проблем ВИЧ-1 инфекции, так и для практической разработки антивирусных препаратов и создания анти-ВИЧ вакцин.
Пелью настоящей работы явилось изучение патогенеза ВИЧ-1 в лимфатической ткани человека ex vivo. В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:
1. Существует ли причинно-следственная связь между использованием определенного
корецептора и гибелью CD4+ Т-клеток при ВИЧ-1-инфекции в лимфатической ткани
человека ex vivo?
2. Меняется ли количество и функция CD8* Т-клеток лимфатической ткани,
инфицированной ex vivo ВИЧ-1?
3. Вызывает ли ВИЧ-1-инфекция апоптоз Т-лимфоцитов в зараженной ткани?
Научная новизна работы. Продемонстрировано, что цитопатический эффект ВИЧ-1 в лимфатической ткани, инфицированной ex vivo, определяется использованием СХСЯ4-корецептора исключительно или комбинацией CXCR4 и ССИ5-корецептора в CD4* Т-лимфоцитах. Впервые показано, что использование Х4 и R5X4 вариантами ВИЧ-1 СХСК4-корецептора, но не CCR5 ведет к массовой гибели CD4* Т-лимфоцитов.
Впервые на лимфатической ткани проведено сравнительное исследование цитопатического воздействия ВИЧ-1 субтипов А, С, Е и субтипа В. Установлено, что использование СХСЯ4-корецептора является главным фактором в патогенезе ВИЧ-1 субтипов А, С, Е.
Показано, что варианты ВИЧ-1, обладающие двойным тропизмом (R5X4), т. е те, которые в трансформированных клетках используют оба корецептора (CXCR4 и CCR5), в лимфатической ткани могут использовать только один из двух корецептров. Использование СХСЯ4-корецептора, но не CCR5 ведет к массовой гибели CD4* Т-лимфоцитов.
Впервые на лимфатической ткани, инфицированной ex vivo RS и Х4 ВИЧ-1, установлено, что вирусное размножение влияет на количество CD4* Т-клеток, но не влияет ни на количество CD8* Т-лимфоцитов, ни на их способность синтезировать цитокины в ответ на экзогенную стимуляцию.
Обнаружено значительное увеличение апоптоза в субпопуляциях CD4* Т- лимфоцитов в тканях зараженных Х4 и R5 ВИЧ-1.
На основании экспериментов с лимфатической тканью ex vivo, мы предполагаем, что использование CXCR4-KopeuenTopa является основным фактором, определяющим цитопатическое воздействие ВИЧ-1. Появление у пациентов Х4 вариантов ВИЧ-1 способствует прогрессированию болезни. Высказано предположение, согласно которому,
иммуностимуяящм в сочетании с вирусным размножением является главным фактором, индуцирующим смерть CD8* Т-лимфоцитов при ВИЧ-1-инфекции у человека.
Практическая ценность работы. Полученные данные значительно расширяют знания о молекулярном механизме патогенеза ВИЧ-1, выделяемого на ранней и поздней стадиях болезни, в отношении лимфоцитов в лимфатической ткани. Наши результаты вносят вклад в решение фундаментальной проблемы - выяснение механизма гибели CD4* Т-клеток при инфекции ВИЧ-1. Проведенные впервые исследования цитопатического эффекта ВИЧ-1 субтипов А, С, Е могут служить основой для разработки лекарственных препаратов, направленных на лечение инфекции ВИЧ-2 в развивающихся странах, где наиболее высокое количество ВИЧ-инфицированных людей, и где распространены вирусы этих субтипов. Полученные результаты могут быть использованы при изучении патогенеза штаммов ВИЧ-1, устойчивых к лекарственным препаратам, а также будут способствовать более глубокому пониманию механизма патогенеза R5 вариантов ВИЧ-1, выделяемых на поздних стадиях болезни.
Лимфатическая ткань является перспективной моделью для тестировании эффективности новых анти-ВИЧ-1 лекарств. Наши исследования могут применяться при разработки анти-ВИЧ-1 вакцин и проверки восстановления клеточного и гуморального иммунного ответа.
Апробация работы. Результаты настоящей работы были представлены на ежегодной международной конференции по вопросам патогенеза ВИЧ-1 в Институте Вирусологии (Балтимор, США, 1999); на седьмой конференции ретровирусов и оппортунистических инфекций (Сан-Франциско, США, 1999); на симпозиуме в Кистене по изучению новых подходов к ВИЧ-1-инфекции (Кистон, США, 2000); на восьмой международной конференции по проблемам СПИДа (Дурбан, Южная Африка, 2000); на первой международной конференции по проблеме разработки анти-ВИЧ вакцин и иммунотерапии (Палмбич, США, 2000); на фестивале молодых ученых в Национальном Институте Здоровья США(Бегезда, США, 1999, 2000).
Публикации. По материалам работы опубликовано 5 тезизов и 3 статьи.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования, обсуждения результатов и списка литературы.