ВІЛ-інфекція та СНІД

ВІЛВІЛ. . СНІДСНІД

Нагібін В.С.Нагібін В.С.К.м.н., старший науковий К.м.н., старший науковий

співробітник Інституту фізіології співробітник Інституту фізіології імені О.Богомольцяімені О.Богомольця

ВІЛ-інфекціяВІЛ-інфекціяПрогресПрогресуючеуюче інфекційне інфекційне захворювання, що характеризується захворювання, що характеризується специфічним ураженням імунної специфічним ураженням імунної системисистеми

За ВООЗI стадія — початкова (гостра) ВІЛ-інфекціяII стадия — персистуюча генералізована

лімфаденопатіяIII стадия — СНІД-ассоційований комплексIV стадия —СНІД

Перша назва нозології введеної за 5-ма випадками -

GRID (gey related immunodeficiency)Існувала назва

4 H (Haiti, haemophilia, homosexual, heroin)Термін СНІД введено в 1982-му році для

позначення нової хвороби, а з 1987-го року для позначення кінцевої стадії ВІЛ-

інфекції.

ІмунодефіцитІмунодефіцитце порушення імунологічної це порушення імунологічної

реактивності обумовлені реактивності обумовлені нестачею або повною нестачею або повною відсутністю певного компоненту відсутністю певного компоненту імунної системиімунної системи

Первинні, або вродженніПервинні, або вродженніВторинні, або набуті (імунодепресія)Вторинні, або набуті (імунодепресія)

Набутий імунодефіцитНабутий імунодефіцитПроменева хворобаПроменева хворобаХіміотерапіяХіміотерапіяЛейкози, лімфомиЛейкози, лімфомиВірусні захворювання (Вірусні захворювання (HTLVHTLV, , HIVHIV))

Незнайома не під якими назвами клінічна картина й Незнайома не під якими назвами клінічна картина й аналіз кровіаналіз крові

На початку епідемії 90 % хворих – чоловіки, а після 5 На початку епідемії 90 % хворих – чоловіки, а після 5 років – жінки і чоловіки 1:1 Отже вона не років – жінки і чоловіки 1:1 Отже вона не персистувала давноперсистувала давно

Велика соціальна значимість (ВІЛ-дисиденти, Велика соціальна значимість (ВІЛ-дисиденти, дискримінація хворих, кошти виділені на боротьбу)дискримінація хворих, кошти виділені на боротьбу)

ВІЛ-інфекція – абсолютне ВІЛ-інфекція – абсолютне нове захворювання. Це нове захворювання. Це

абсолютна нова пандеміяабсолютна нова пандемія

Розповсюдженість ВІЛ-Розповсюдженість ВІЛ-інфекціїінфекції

35.4 мільйони людей (в 2006 – 40 млн (0,66 % населення 35.4 мільйони людей (в 2006 – 40 млн (0,66 % населення Землі))Землі))

Більше 1 % в деяких країнах Африки (0,35 % по Європі)Більше 1 % в деяких країнах Африки (0,35 % по Європі) В 2012 році заново інфіковано 2,3 млн, 1,6 млн померлоВ 2012 році заново інфіковано 2,3 млн, 1,6 млн померло В Україні на 2014 рік – 0,9 %В Україні на 2014 рік – 0,9 %

Етіологія. ВІЛЕтіологія. ВІЛ Родина РетровірусиРодина Ретровіруси Рід ЛентівірусРід Лентівірус 2 види: ВІЛ-1 (4 групи, 11 підгруп, всі небезпечні 2 види: ВІЛ-1 (4 групи, 11 підгруп, всі небезпечні

для людини, але дуже різна ступінь епідемічності) для людини, але дуже різна ступінь епідемічності) та ВІЛ-2 (8 груп, тільки дві епідемічні для людини)та ВІЛ-2 (8 груп, тільки дві епідемічні для людини)

Походження (макаки, мангабеї (мартишки)) ВІЛ-2 Походження (макаки, мангабеї (мартишки)) ВІЛ-2 ближче до ближче до TLV TLV мангабемангабеїївв

Відкриття вірусуВідкриття вірусу 1983 р., Франція, Люк Монтан1983 р., Франція, Люк Монтан’’є і майже є і майже

одночасно Роберт Галло в США.одночасно Роберт Галло в США. Нобелівська 2008 року тільки французамНобелівська 2008 року тільки французам

Роберт Роберт ГаллоГалло

Франсуаза Барре-Франсуаза Барре-Синусси, Синусси,

Люк МонтанЛюк Монтан’’єє

Будова віріонаБудова віріонаЗовні БІЛІПІДНИЙ ШАР отриманий

при відбруньковуванні з клітини-хозяїна.

Отже:

Можуть бути “шматки”

поверхневих молекул,

наприклад МНС, що дозволяє

зв’язуватись з різними клітинами

Геном ВІЛГеном ВІЛLTR - Кінцеві повтори

Gag (group specific antigen)gp160 Pol (polymerase)

Revertase, integrase, protease

Env (envelope)p17, p24

Tat (transactivator)

Rev (Regulator of Virus)

Nef (negative factor)

У ВІЛ існує 9 різних рамок зчитування, що дозволяє генам «накладатися» в структурі

геному

Vpr, Vpu, Vif – інші регуляторні вірусні гени

Потрапляння вірусаПотрапляння вірусаШЛЯХИ ПЕРЕДАЧІШЛЯХИ ПЕРЕДАЧІСтатевийСтатевийПереливання кровіПереливання кровіІнструментарійІнструментарійНемедичні маніпуляціїНемедичні маніпуляції

ВІРУС ПОТРАПЛЯЄВІРУС ПОТРАПЛЯЄ КровКров Слизові оболонкиСлизові оболонки

На слизовихНа слизових

SSссavengeravenger-рецептор-рецептор – фагоцитоз – фагоцитоз (макрофаги)(макрофаги)

ЛектиниЛектини – опсонізація і фагоцитоз або – опсонізація і фагоцитоз або кліренскліренс

ТТ--лімфоцити – лімфоцити – γδγδ (?)(?)ІІg g при повторному потраплянні (?)

Глікопротеїни оболонки Глікопротеїни оболонки віріонавіріонаПереважно

електростатична та ван-дер-ваальсова взаємодія з CD4, тобто не така вже й специфічність.

Походить з gp160, що далі розщеплюється фуріномФурін – пропротеїн конвертаза, кальцій-залежна

серинова ендопептидаза. Його нормальні субстрати – пропаратиреоїдний гормон, TGFβ, тощо. Переважно працює в апараті Гольджі

Рецептори на клітинахРецептори на клітинах: : ССD4D4

СD4+ TL – це Т-хелпери

Рецептори на клітинахРецептори на клітинах: : ССССRR55 CXCR CXCR44

С-кінцевий домен

інтерлейкінів містить цитеїн

(с). СС, CXC, тощо

Рецептори до них ССR, CXCR,

тощо

Вони виконують корецепторну функцію, але можуть бути і достатніми для потрапляння вірусу

Інвазія в клітинуІнвазія в клітину

Інші корецептори

або рецептори:

Dendritic Cell-Specific

Intracellular Grabbed non-

Integrin (CD209),

Гепарансульфат (HSPG)

Клітини-мішеніКлітини-мішеніCD4+CD4+ Т лімфоцити Т лімфоцитиМоноцити/макрофагиМоноцити/макрофагиМікрогліяМікрогліяЕндотеліоцитиЕндотеліоцитиАстроцитиАстроцити

Зворотня транскрипція та Зворотня транскрипція та транспорт в ядро.транспорт в ядро.

pre-integration complexpre-integration complexVpr

(Vpx) вірусний протеїн R, що

взаємодіє з нуклео-поринами і формує преінтеграційний

комплекс

Інтегрування в ДНКІнтегрування в ДНК Відщеплення кінцевих 3’ нуклеотидів Розрив ДНК хазяїна (атака гідроксильними групами) Власне інтеграція (фосфодіефірні зв’зки) Репарація

Транскрипція ВІЛ Транскрипція ВІЛ провірусу.провірусу.TAT-TARTAT-TAR Вірус може

самостійно активувати свою

транскрипцію через транскрипційний

фактор Тат.

Клітинна РНК полімераза

POL II гальмується негативним фактором

елонгації NELFТат з’єднується з петлею

новостворюваної РНК – Tar – і активує подальшу транскрипцію

залучаючи positive elongation factor pTEFb, що включає Cdk9 та

CyclT1

Якщо клітина ділиться, то провірусна ДНК реплікується. Під час цього провірусна ДНК не транскрибується.

Для транскрипції вірусу необхідно багато клітинних факторів, що працюють при активації Т-хелперів (PIC, pTEFb, цикліни та cdk, тощо)

Отже вірусу вигідно самому активізувати клітину: - інтерлейкіни- прозапальні медіатори- індукція апоптозу

ІНШІ ВІРУСНІ ПРОТЕЇНИ

NEF – активує Src (нерецепторна тирозинова протеїнкіназа) – активізація Т-хелперних функційNEF – зв’язаний з ліпідними швами багатими на холестерин, участь в відбруньковуванні

VPU – запуск убіквітинізації CD4 рецептора та деяких інших – ухилення від функцій, попередження потрапляння інших віріонів

VPR – поєднується з нуклеопорінами і допомагає при вході і виході, а також індукує фосфорилювання Cdk 1та 2 і арест клітини в G2/M. Поєднується з мітохондріальною порою напряму і запускає апоптоз

VIF викликає убіквітинізацію APOBEC ("apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide-like") C-to-U editing enzyme викликає мутації в LTR і блокує транскрипцію

VPX аналог VPR у ВІЛ-2

ІНШІ ВІРУСНІ ПРОТЕЇНИ

Сплайсінг нових вірусних Сплайсінг нових вірусних РНК Фактор регуляції РНК Фактор регуляції

вірусу вірусу REVREV

У цьому випадку синтезується велика молекула білку, яка в

подальшому розщеплюється

вірусною протеазою

У цьому випадку будуть синтезуватися одразу готові вірусні

білки

Цілі РНК вірусу підуть на

зборку нових віріонів

Відбруньковування нових віріонів

CD4+ TL

CD4+ TLВторинний імунодефіцит наступає через цитопатогенну дію вірусу

Загибель клітини-хазяїна від CD8 +TL

Розчинний gp120 на поверхні неінфікованих клітин активує NK та FcR

Суперантигенна поліклональна гіперактивація

Макрофаги Збільшення продукції прозапальних Збільшення продукції прозапальних

цитокінів (tumor necrosis factor alpha, IL-цитокінів (tumor necrosis factor alpha, IL-1, and IL-6)1, and IL-6)

Пригнічення фагоцитозу, зокрема Пригнічення фагоцитозу, зокрема фагоцитозу апоптотичних тілець, що фагоцитозу апоптотичних тілець, що індукується індукується NefNef

Пригнічення злиття фагосом з Пригнічення злиття фагосом з лізосомамилізосомами

-Порушення хемотаксису-Порушення хемотаксису- - Пригнічення ацидіфікації Пригнічення ацидіфікації

лізосомлізосом- - Зниження експресії Зниження експресії FFс-с-

рецепторіврецепторів

Ураження ЦНСУраження ЦНС

Ураження ЦНСУраження ЦНСРазвитие слабоумия при ВИЧ-инфекции объясняется изменением уровня микроРНК в нервных клетках

ВІЛ та мікроРНК

ДіагностикаДіагностика Визначення АНТИТІЛ (переважно до gp120 та

р24): ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), Western blot (готові антигени ВІЛу можуть бути вже на мембрані одразу), ELISA+WB.

Швидкі тести (OraQuick) на принципі ELISA ELISA-dongle для смартфонів

ДіагностикаДіагностика Визначення Визначення АНТИГЕНІВАНТИГЕНІВ (переважно (переважно gpgp120120 та та

р24, а також інтеграза, протеаза у випадку р24, а також інтеграза, протеаза у випадку коли матеріалом є тканина, або клітиниколи матеріалом є тканина, або клітини): ): Western blot, Western blot, імунопреципітація тощоімунопреципітація тощо

Повільні, трудомісні, дорогі – вже не Повільні, трудомісні, дорогі – вже не використовуютьсявикористовуються

Визначення НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ:- rt-PCR, qPCR- transcription-based amplification system (TAS) variation of PCR

ДіагностикаДіагностика

-Quantiplex bDNA – branched DNA test

ДіагностикаДіагностика Визначення активності вірусної зворотньої

транскриптази шляхом додавання до отриманого матеріалу LTR і флюорисцюючих антитіл до ДНК

Лікування:Лікування:Інгібітори потрапляння в Інгібітори потрапляння в

клітинуклітину Антитіла до Антитіла до CD4CD4 Антагоністи Антагоністи CCR5 (CCR5 (Maraviroc, Maraviroc, AplavirocAplaviroc)) ЗвЗв‘‘язуязуєється з ться з gp41gp41 і не дає зливатися і не дає зливатися

мембранам (мембранам (EnfuvirtideEnfuvirtide). Це поліпептид). Це поліпептид

ЛікуванняЛікуванняІнгібітори зворотньої Інгібітори зворотньої

транскриптазитранскриптази НуклеозидніНуклеозидні ( (ZidovudineZidovudine – azidothymidine, – azidothymidine,

AbacavirAbacavir - циклопропіламіноПУРІН тощо - циклопропіламіноПУРІН тощо))

НенуклеозидніНенуклеозидні – алостеричні інгібітори – алостеричні інгібітори активного сайту (активного сайту (Nevirapine Etravirine Nevirapine Etravirine ))

ЛікуванняЛікуванняІнгібітори інтегразиІнгібітори інтегрази

Інтеграза має Mg2+ зв’язуючий домен, фосфодіестеразну активність.Алостеричні інгібітори фосфодіестеразного активного центру – клінічні дослідженняЄдиний вже впроваджений це Raltegravir , що сам приєднує магній і блокує Mg2+ зв’язуючий домен

ЛікуванняЛікуванняІнгібітори протеазиІнгібітори протеази

Lopinavir Ritonavir (одночасно інгібує цитохром

Р450, що метаболізує інші інгібітори протеаз)

Всі вони алостеричні регулятори активних центрів.

Всі вони small-molecules drugs

ЛікуванняЛікуванняПошук новихПошук нових

Молекулярний докінгМолекулярний докінг

Кумаріни– непрямі антикоагулянти

7-Chloro-5-(2-pyrryl)-3H-1,4-benzo7-Chloro-5-(2-pyrryl)-3H-1,4-benzo diazepin-2(H)-one1'R,2'S,3')-9-diazepin-2(H)-one1'R,2'S,3')-9-(2',3‘-Dihydroxycyclopentan-1yl)(2',3‘-Dihydroxycyclopentan-1yl)

-adenine (DHCaA)-adenine (DHCaA)

Difluoromethoxy-1-ethyl-6-fluoro-1,4-Difluoromethoxy-1-ethyl-6-fluoro-1,4-dihydro-7-[4-(2-methoxyp hen yl)-1- dihydro-7-[4-(2-methoxyp hen yl)-1- piperazinyl]-4-oxoquinoline-3-carboxylic piperazinyl]-4-oxoquinoline-3-carboxylic acid (K-12)acid (K-12)

Речовини, що інгібують ТАТ-ТАR взаємодію

ЛікуванняЛікуванняПошук новихПошук нових

Феномен антителозависимого усиления инфекции (antibody-dependent enhancement, ADE) – FcR-опосередковане зараження

Ограниченность антигенных эпитопов

Большое количество карбонгидратов, экранирующих эпитопы; и/или ограниченные иммунодоминантные эпитопы

Перекрестно-реактивные детерминанты у семейств малосвязанных патогенов

Излишняя и олигомерная презентация эпитопов иммунной системе

Незначительные различия в аминокислотных последовательностях или в форме антигена и гомологичных белков хозяина (генетическая рестрикция)

ЩОДО ВАКЦИНИ

Білки та їх функціїБілки та їх функції Gp160Gp160 далі розщеплюється до далі розщеплюється до GpGp120 та 120 та GpGp4141 P17, p24P17, p24 – наповнювач матріксу та оболонка – наповнювач матріксу та оболонка

нуклеокапсидунуклеокапсиду RevertaseRevertase – зворотня транскриптаза – зворотня транскриптаза IntegraseIntegrase – вбудовування вірусної ДНК – вбудовування вірусної ДНК ProteaseProtease – процесінг білків після трансляції – процесінг білків після трансляції RevRev – сплайсінг вірусних мРНК – сплайсінг вірусних мРНК TatTat – транскрипційний фактор для вірусних генів – транскрипційний фактор для вірусних генів NefNef – вплив на – вплив на активацію лімфоцитівактивацію лімфоцитів Vpr (Vpx)Vpr (Vpx) - - взаємодія з нуклеопоринами, взаємодія з нуклеопоринами,

преінтеграційний комплекспреінтеграційний комплекс VpuVpu – регуляція – регуляція CD4CD4 VifVif – – регуляцрегуляціія я APOBECAPOBEC