Eine aktuelle Studie von CONICET-Wissenschaftlern zeigt die Existenz eines Kreislaufs, der extrazelluläre Vesikel (nanometrische Strukturen, die in allen Körperflüssigkeiten wie Blut vorhanden sind), Zellen des Immunsystems, sogenannte Makrophagen, und Galectin-1 umfasst. (ein Protein, das bei verschiedenen Pathologien eine wichtige Rolle spielt), das die Latenz des Virus umkehrt und auf diese Weise die Aktivität und Wiederbesiedlung des HIV-Virusreservoirs moduliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden in der Zeitschrift mBio der American Society for Microbiology veröffentlicht.
Das Humane Immundefizienzvirus (HIV) ist ein Krankheitserreger, der den fortschreitenden Verlust von CD4-Lymphozyten – Zellen des Immunsystems, die an der Reaktion auf Infektionen beteiligt sind – verursacht und, wenn er nicht behandelt wird, zum erworbenen Immundefizienzsyndrom (AIDS) führt. Obwohl die Behandlung mit antiretroviralen Medikamenten derzeit in den meisten Fällen die Kontrolle der Virusreplikation, die Stabilisierung der CD4-Zahl, die Vorbeugung von Immunschwäche und die Verringerung der Mortalität ermöglicht, war es bisher nicht möglich, eine Therapie zu entwickeln, die eine vollständige Ausrottung des Virus ermöglicht . Selbst wenn die Behandlung erfolgreich ist und die Viruslast im Blut durch Standardtests nicht mehr nachweisbar ist, verbleibt das Virus in einem Latenzzustand in einer kleinen Zellgruppe und kann bei Unterbrechung der Therapie zurückkehren. zu replizieren.
Die Entwicklung von Therapien, die eine sterilisierende Heilung (die vollständige Beseitigung der Viruslast und der körpereigenen Reservoire) ermöglichen, ist eines der zentralen Ziele derjenigen, die auf dem Gebiet von HIV forschen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es wichtig, die Dynamik von HIV-Reservoirs besser zu verstehen. In diesem Sinne erforschen Experten sowohl mögliche Behandlungen, die darin bestehen, die Zellen anzugreifen, in denen die Infektion fortbesteht, indem zunächst das Virus reaktiviert wird (wodurch infizierte Lymphozyten von nicht infizierten unterschieden werden könnten), als auch andere, die darauf basieren bessere Kontrolle und Stilllegung des Virusreservoirs.
„Viele Menschen mit HIV leiden unter einer anhaltenden Aktivierung ihres Immunsystems und einem chronischen Entzündungszustand, selbst wenn sie eine wirksame antiretrovirale Behandlung erhalten. Diese Situation gilt als einer der Schlüssel, der die Persistenz des Virusreservoirs bei behandelten Personen erklärt. Infizierte Personen leiden, auch wenn sie dank einer antiretroviralen Therapie möglicherweise ein sehr langes Überleben haben, an verschiedenen gesundheitlichen Komplikationen – Herz-Kreislauf-, Knochen- und Stoffwechselkomplikationen – im Zusammenhang mit chronischen Entzündungen. In früheren Arbeiten haben wir gezeigt, dass extrazelluläre Vesikel bei HIV-Patienten Makrophagen dazu anregen, Entzündungen hervorzurufen. In dieser Forschung haben wir gesehen, dass diese extrazellulären Vesikel auch dazu führen, dass Makrophagen hohe Mengen an Galectin-1 (Gal-1) exprimieren und es ins Blut absondern. Aber darüber hinaus haben wir festgestellt, dass dieses Galectin bei der Interaktion mit infizierten Lymphozyten die Latenz umkehrt“, erklärte Matías Ostrowski , CONICET-Forscher am Institut für biomedizinische Forschung in Retroviren und AIDS (INBIRS, CONICET-UBA) und einer der Koordinatoren des Arbeit.
Obwohl die durch Gal-1 induzierte Reaktivierung des Virusreservoirs nicht gefährlich ist und bei einer behandelten Person zu einer Immunschwäche führt, könnte sie eines der Hindernisse für eine sterilisierende Heilung, also für die Ausrottung latenter HIV-Reservoirs, sein. Eine sterilisierende Heilung hingegen könnte es den Patienten ermöglichen, die Behandlung zu unterbrechen, ohne dass das Risiko einer erneuten Replikation des Virus besteht, und eine Lösung für die mit chronischen Entzündungen verbundene Pathogenese bieten.
„Dies führt zu der Frage, ob die Blockierung der Gal-1-Expression zur Kontrolle latenter HIV-Reservoirs beitragen könnte.“ Eine andere Alternative wäre im Gegenteil, die Expression von Gal-1 zu stimulieren, um die infizierten Zellen aufzuwecken und sie mit anderen Medikamenten anzugreifen “, erklärte CONICET-Forscher Gabriel Rabinovich , Direktor des Glykomedizin-Labors des Instituts für Biologie und Experimentelle Medizin. (IBYME, CONICET-F-IBYME) und auch Koordinator der Studie.
Das Interessante in diesem Sinne ist, dass Rabinovichs Team bei IBYME sowohl an der Entwicklung eines Antikörpers arbeitet, der Gal-1 blockieren kann (der beispielsweise zur Behandlung bestimmter Tumoren eingesetzt werden könnte), als auch an einem Wirkstoff das die Produktion dieses Proteins nachahmt oder stimuliert (was zur Vorbeugung von Autoimmunerkrankungen dienen könnte).
Diese Studie entstand in Zusammenarbeit zwischen dem Ostrowski-Labor, einem Spezialisten für die Rolle extrazellulärer Vesikel bei HIV-assoziierten Entzündungen, und dem Team von Gabriel Rabinovich, das sich seit fast drei Jahrzehnten der Untersuchung der Rolle von Galectinen widmet – insbesondere Gal- 1- in verschiedenen physiologischen und pathologischen Szenarien. Die Arbeit ist Teil der Doktorarbeit der Erstautorin des Artikels, Julia Rubione , die zwischen 2015 und 2020 CONICET-Doktorandin am INBIRS war.
„Ziel dieser Zusammenarbeit war es zu untersuchen, ob Gal-1 eine Rolle bei der HIV-Infektion spielt. „Angesichts der Tatsache, dass Gal-1 ein Immunmodulator ist und bei vielen Pathologien eine entzündungshemmende Funktion hat, erwarteten wir, etwas auf dieser Seite zu finden, aber die Ergebnisse führten uns auf einen anderen Weg und am Ende entdeckten wir eine Rolle für Gal-1.“ das wussten wir bisher nicht“, kommentiert Rabinovich, der auch Professor für Immunologie an der Fakultät für Exakte und Naturwissenschaften der Universität Buenos Aires (FCEN, UBA) ist.
Die für diese Studie durchgeführten Tests umfassten sowohl die Analyse von Proben verschiedener Gruppen von HIV-Patienten als auch die Durchführung von In-vitro-Experimenten in Zellkulturen, an denen Gewebe von Personen mit HIV beteiligt waren.
Schaltkreis, der das latente HIV-Reservoir neu programmiert
„Durch die Analyse des Serums verschiedener Patientengruppen konnten wir feststellen, dass der normale Gal-1-Spiegel im Blut von HIV-Infizierten erheblich ansteigt. Darüber hinaus konnten wir den Anstieg der Gal-1-Spiegel mit der chronischen Entzündung von Patienten mit HIV sowie mit einer Erhöhung der Transkriptionsaktivität des Virusreservoirs in Verbindung bringen “, sagte Rubione.
Andererseits ermöglichte der Vergleich zwischen den verschiedenen Patientengruppen und der Nachbeobachtung infizierter Personen – vor und nach der Behandlung mit antiretroviralen Medikamenten – den Ausschluss eines Zusammenhangs zwischen dem Anstieg von Gal-1 und der Viruslast sowie mit der CD4-Lymphozytenzahl. Es wurde kein Zusammenhang zwischen dem Anstieg von Gal-1 und der Größe der Reservoirs gefunden, obwohl ein Zusammenhang zwischen den Konzentrationen des Lektins und der Transkriptionsaktivität der Reservoirs bestand.
„In einem anschließenden Versuch in Zellkulturen untersuchten wir die Wirkung extrazellulärer Vesikel auf Makrophagen und stellten fest, dass Vesikel von HIV-Patienten die Sekretion von Gal-1 in viel größeren Mengen induzierten als Vesikel von gesunden Spendern“, bemerkte Rubione. .
Dieses Experiment ermöglichte es dem Forschungsteam zu bestätigen, dass der Anstieg von Gal-1 im Blut von HIV-Patienten mit dem Entzündungsphänomen und der Wirkung extrazellulärer Vesikel zusammenhängt.
„Dann haben wir den Überstand der stimulierten Makrophagen entnommen und ihn Zellen ausgesetzt, die die Aktivität des latenten Virus melden. Wenn diese Zelllinie einem Reiz ausgesetzt wird, der das latente Virus reaktiviert, exprimiert sie ein fluoreszierendes Protein. Auf diese Weise konnten wir sehen, dass die Überstände, die von Makrophagen stammten, die mit HIV-Vesikeln stimuliert wurden, die Aktivierung des Virusreservoirs viel stärker förderten als die Überstände, die mit Vesikeln von gesunden Patienten stimuliert wurden“, erklärt Rubione.
Auf diese Weise konnte das Forschungsteam anhand von In-vitro-Tests den Schaltkreis wieder zusammenstellen, den die Analysen von Patientenproben offenbar nahelegten: GAL-1 kehrt die Latenz des HIV um, wenn es von proinflammatorischen Makrophagen sezerniert wird, die durch extrazelluläre Vesikel stimuliert werden.
„Etwas, das ich an dieser Arbeit hervorheben möchte, ist, dass wir nach den In-vitro-Experimenten, die es uns ermöglichten, den Schaltkreis aufzubauen und seine Mechanismen zu verstehen, zu Patientenproben zurückkehrten, um den von uns beschriebenen Effekt zu validieren. Eines der jüngsten Experimente bestand darin, Zellen von HIV-Patienten zu entnehmen und sie Gal-1 auszusetzen, und wir sahen, dass das Virus tatsächlich reaktiviert wurde“, schloss Ostrowski.
Nach Ansicht der Forscher lädt uns die Bedeutung der erzielten Ergebnisse dazu ein, die Untersuchung dieses neuen Schaltkreises fortzusetzen, der sowohl für die Aufklärung der mit chronischen Entzündungen bei HIV-Patienten verbundenen Pathologien als auch für die Entwicklung von Therapien, die eine Modulation der Virusreservoirs ermöglichen, von entscheidender Bedeutung sein könnte.
