Биологи МГУ вместе с российскими и зарубежными коллегами выяснили, как один из белков вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) способен повысить риск развития лимфом даже у пациентов на антиретровирусной терапии. Полученные данные помогут лучше понять механизмы онкогенеза у ВИЧ-инфицированных, что, несомненно, будет способствовать разработке методов терапии, а может быть, и предотвращения таких осложнений. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале PeerJ.
Пандемия вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) остается одной из глобальных угроз, влияющих на жизнь людей в XXI веке. Этот патоген инфицирует преимущественно иммунные клетки, что приводит к развитию тяжелого иммунодефицита, заканчивающегося без лечения смертью.
На фоне антиретровирусной терапии размножение вируса блокируется, и организм функционирует практически нормально, но даже в таком случае у ВИЧ-инфицированных пациентов могут развиваться различные сопутствующие заболевания. Наиболее неожиданным стало повышение риска некоторых лимфом, причем тех, что происходят из В-лимфоцитов (отвечают за выработку антител), которые лишь в очень экзотичных и исключительных случаях поражаются ВИЧ.
Со временем ученые поняли, что дело в вирусных белках: показано, что развитие подобных лимфом зависит от присутствия в организме одного из них — Tat. Он производится инфицированными клетками, которые остаются в теле пациента даже в случае проведения антиретровирусной терапии. Белок попадает в кровь, а из нее — в лимфоциты, где запускает цепь событий, оканчивающуюся опухолевой трансформацией клеток.
Обычно присутствие любого чужеродного агента меняет экспрессию (активность) генов в клетке, что может приводить к разнообразным последствиям. Для B-лимфоцитов известно только несколько генов, экспрессия которых изменяется под действием Tat-белка, и ученые Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) в составе международной группы постарались расширить их список.
«Современные методы полногеномного секвенирования позволяют анализировать изменения экспрессии всех генов сразу, и такие данные имеют огромное значение для понимания молекулярных механизмов развития патологических состояний. Для В-лимфоцитов такой анализ никем не проводился, и мы решили исправить ситуацию», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Евгений Шеваль, доктор биологических наук, заведующий лабораторией ультраструктуры клеточного ядра отдела электронной микроскопии Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ, профессор кафедры клеточной биологии и гистологии биологического факультета МГУ.
В работе авторы использовали полученные ими линии культивируемых В-лимфоцитов, в которых стабильно синтезировался Tat. Эти клетки, по сути, моделировали ситуацию, когда вирусный белок действует на них в течение длительного времени. Затем ученые проанализировали изменения в экспрессии генов, а также некоторые характеристики культуры.
В результате исследователи обнаружили, что Tat-белок изменяет экспрессию сотен генов, среди которых много тех, что связаны с регуляцией размножения клеток. Также в лимфоцитах были активированы гены, которые вовлечены в различные противовирусные реакции, то есть клетки пытались нейтрализовать действие вирусного белка.
Анализ самих клеток показал, что никаких ярких изменений в их размножении нет. Это кажется логичным, если учитывать активацию противовирусных клеточных реакций, которые способны нейтрализовать эффекты вирусного белка. Однако в длительном эксперименте авторы все же обнаружили небольшое влияние на размножение, а также накопление «поломок» хромосом.
«Полученные данные говорят, что изменения в экспрессии генов, вызываемые Tat-белком, приводят к слабым изменениям, но накапливаясь, они могут способствовать опухолевой трансформации В-лимфоцитов. В этой работе мы не смогли точно отделить эффекты самого белка от защитных клеточных реакций, но уже проводим эксперименты, которые позволят решить эту проблему», — подводит итог Евгений Шеваль.
В работе приняли участие исследователи МГУ, Института биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН (Москва), Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства (Москва), Национального медицинского исследовательского центра нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко (Москва), Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича (Москва), Сколковского института науки и технологий (Москва), Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН (Москва) вместе с французскими и немецкими коллегами.