18 October 2022, 20:00

Ученые выяснили, как ВИЧ может способствовать развитию лимфом

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.

Ученые выяснили, как ВИЧ может способствовать развитию лимфом
Source: National Cancer Institute / Unsplash

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.

Source:  Пресс-служба МГУ

News article organizations

Read also

Раскрыты особенности структурной и регуляторной эволюции генов человека
Ученые Сеченовского Университета и МФТИ впервые в мире сравнили скорость регуляторной и структурной эволюции отдельных генов, а также целых молекулярных путей, в которые вовлечены продукты многих генов. Исследование открыло ранее неизвестные особенности молекулярной эволюции генов человека, что впоследствии послужит основной для новых разработок, в том числе в поиске путей лечения различных заболеваний.
Evolution
Evolutionary biology
Genetics
Molecular Biology
7 February 2024
Раскрыто, что некоторые белки помогают вирусам проникнуть в бактериальную клетку
Белки семейства ArdA помогают вирусам проникнуть в бактериальную клетку, приняв образ ее ДНК. Проведя фундаментальные исследования, ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ и НИЦ «Курчатовский институт» показали, что такие белки не только подавляют защиту клеток, но и регулируют целый ряд других клеточных процессов. Результаты исследования заложили основу для будущих прикладных работ в области генной терапии.
Bacteriology
Genetics
Virology
31 January 2024
Найдена «точка невозврата» при развитии хронических вирусных инфекций
Ученые определили, что форма протекания вирусной инфекции — острая или хроническая — зависит от того, сколько раз в организме вырабатывается белок интерферон. При острой инфекции возникает две волны его продукции, но, если вирусная нагрузка оказывается слишком высокой, макрофаги CD169+, отвечающие за вторую волну, преждевременно разрушаются. В результате остается только первая волна интерферона, и иммунная система не может эффективно «мобилизоваться» и уничтожить вирус, а потому инфекция надолго остается в организме и становится хронической.
Genetics
Infectious diseases
Virology
30 January 2024
Глиомные клетки обмениваются друг с другом вирус-подобными частицами с мРНК
Ученые из МФТИ с коллегами выяснили, что клетки глиомы — опухоли мозга — могут обмениваться генетической информацией с помощью вирус-подобных частиц. Они формируются при участии белка вирусного происхождения, который образует капсидные контейнеры для мРНК. Результат исследования поможет разобраться в биологии развития глиом — наиболее распространенной и опасной формы рака головного мозга.
Cell Biology
Genetics
Virology
6 January 2024
Получена молекулярная структура бактериофага DT57C, поражающего кишечную палочку
Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН и Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с исследователями из Окинавского университета (Япония) и совместного Российско-Китайского университете МГУ-ППИ (Шэнчьжэнь, Китай) получили впервые практически полную молекулярную структуру бактериофага DT57C — вируса, поражающего бактерий Escherichia coli. Поскольку бактериофаги рассматриваются в качестве перспективного агента для борьбы с бактериальными инфекциями, в том числе вызванными E.coli (кишечные, урологические, раневые и другие инфекции), новые знания могут быть полезны при разработке новых лекарственных препаратов.
Bacteriology
Molecular Biology
Virology
28 December 2023
Усовершенствованные плазмиды облегчат получение терапевтически значимых белков
Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН усовершенствовали конструкцию генетического вектора, с помощью которого в клетках млекопитающих можно синтезировать белки, используемые для лечения различных заболеваний, например гемофилии и бесплодия. Авторы уменьшили размер генетической конструкции на одну треть таким образом, что уровень биосинтеза модельного белка увеличился на 20%, сохранив а способность векторной плазмиды поддерживать постоянный уровень биосинтеза белков в течение 60 дней практически не изменилась.
Cell Biology
Genetics
Molecular Biology
26 November 2023