Uzrakstiet mums

Dažādos cilvēka orgānos HIV vīrusam ir dažādi genomi
Apskatīt komentārus (0)


23.08.2010

Tikai 10000 HIV RNS nukleotīdu pāru ir spējīgi veikt ātru mutāciju, veidojot daudzas ģenētiski daudzveidīgas līnijas – kvazi–sugas. Taču no pārbūves vīrusa genomā cieš nevis nukleotīdu nesējs, bet gan inficētais pacients, jo vīruss iegūst noturību pret imūnsistēmu un zāļu preparātu iedarbību. Neskatoties uz to, visā HIV infekcijas izpētes laikā, (kopš 1983. gada) zinātnieki ir izdalījuši un aprakstījuši četrus vīrusu veidus, kuru genotipi stipri atšķiras. Lielais daudzums pārējo kvazi–sugu ir raksturīgas katram atsevišķajam inficētajam.
Vīrusa genoms
2009. gadā zinātnieku kolektīvs no Ziemeļkarolīnas Universitātes (University of North Carolina) Ronalda Svanstorma (Ronald Swanstorm) vadībā rakstā „Arhitecture and secondary structure of an entire HIV-1 RNA genome” aprakstīja vīrusa RNS telpisko struktūru. Biologi atzīmēja, ka pētīt un ietekmēt vīrusa RNS ir pat sarežģītāk nekā DNS. Nukleotīdu savstarpējā mijiedarbība liek nepāra ķēdei izlocīties, veidojot visas iespējamās cilpas un izliekumus. Izpētot genomu, biologi pievērsa uzmanību virsmas proteīna Env (no angļu Envelope – aploksne, apvalks) gēnam, kas vīrusa RNS ietin olbaltumvielu kapsulā. Izrādījās, ka šis RNS sektors ir izolēts no pārējā genoma ar stabilu nukeotīdu cilpu.
HIV spēja inficēt šūnas ir atkarīga no ārējās olbaltumvielas struktūras. Tāpēc biologu vēlēšanās izpētīt proteīna Env gēnu ir pilnīgi pamatota – iegūtās zināšanas ļaus izstrādāt zāles cīņai ar AIDS.
No spermas uz asinīm
Lai gan vīrusu satur gandrīz visi bioloģiskie šķidrumi, iegūt nepieciešamo devu var tikai ar spermu vai asinīm. Arī inficēšanās notiek tikai tajā gadījumā, ja dzīvotspējīgs vīruss nonāk asinsritē. Pie jebkura dzimumkontakta veida pasīvajam partnerim iespēja inficēties ar HIV ir divas – astoņas reizes lielāka, salīdzinot ar aktīvo partneri. Tāpēc saslimst visi, bet galvenie HIV infekcijas izplatītāji paliek vīrieši.
Ronalds Svanstorms un viņa kolēģi nolēma izpētīt asinīs un spermā esošās vīrusa populācijas. Tas ir, salīdzināt vīrusu, kuri nodod tālāk saslimšanu un vīrusu, kuri to tieši izraisa, genomus.
Biologi ieguva vīrusu no AIDS slimnieku spermas un asinīm. Eksperimenta tīrībai asins un spermas paraugi tika ņemti tikai no tiem vīriešiem, kas nelietoja zāļu preparātus. Ar individuālās sekvencēšanas metodes palīdzību ģenētiķi izveidoja Env gēna nukleotīdu portretu katrai eksperimentālajai populācijai. Salīdzinot vīrusu genotipus, zinātnieki ievēroja, ka „asins” populācijā vīrusu nukleotīdu secība stpri atšķiras viena no otras.
Spermas vīrusi, gluži otrādi, ir līdzīgi cits citam kā dvīņu brāļi. „Asinīs mēs nevarējām atrast pat divas vienādas secības, nemaz nerunājot par kaut kādu identisku kopu. Analizējot spermu, mēs daudzreiz ieguvām vienu un to pašu rezultātu”, - saka Ronalds Svanstorms. Tas nozīmē, ka ienestais vīruss stipri izmainās inficēto cilvēku asinīs, bet spermā tas paliek ģenētiski viendabīgs.
Klonēšanas centrs
Saskaņā ar eksperimentētāju secinājumiem, ģenētiski viendabīgu vīrusu populāciju sēklvados veido divi mehānismi. HIV vai nu ātri klonējas tieši sēklas traktā (klonālā amplifikācija), vai arī lēni vairojas (replicējas) T – limfocītos. Pacientu sēklvados Ronalds Svanstorms un viņa kolēģi atrada paaugstinātu dažu citokīnu (olbaltumvielu savienojumi, kas regulē starpsistēmu un starpšūnu mijiedarbību) līmeni, no kā kļuva skaidrs, kāpēc darbojas augstāk aprakstītie mehānismi. Ir zināms, ka citokīni uztur darba kārtībā imūnsistēmu. Tāpēc aktivizētās imūnsistēmas šūnas (T- limfocīti) rada efektīvus vīrusa vairošanās (klonēšanas) apstākļus sēklvados. Pagaidām zinātnieki vēl nevar saprast tieši kurā dzimumsistēmas orgānā notiek vīrusa klonēšana. Taču skaidri redzams, ka procesam ir pamatotas likumsakarības. Visdrīzāk, vīrusa kloniem ir kaut kādas priekšrocības, kas ļauj tiem izplatīties. Nākotnē zinātnieki plāno sīkāk izpētīt šo mīklu un vismaz iemācīties noteikt inficēšanās avotu. Ja jau vīrusa genotips, kas atrodas spermā, paliek nemainīgs, tad „klonētāju” iespējams atrast.
Darba rezultātus Svanstorma komanda ir publicējusi rakstā „HIV-1 populations in semen arise throug multiple distinct mechanisms”, žurnāla PLoS Pathogens 19. augusta numurā.
(www.infox.ru / www.poz.ru)