Сегодня лечение ВИЧ-больных основано на применении высокоактивной антивирусной терапии, которая помогает сдерживать размножение вирусов и таким образом снижает уровень инфекции, но не восстанавливает иммунную систему. Возникающая вследствие этого недостаточная защита организма ведет к осложнениям и усугублению состояния больного.
Ученые из России и Испании изучили, как можно активизировать иммунные клетки в рамках терапии ВИЧ-больных. В работе принимали участие сотрудники факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М. В. Ломоносова, Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН, а также лаборатории инфекционной биологии Университета Помпеу Фабра (Барселона, Испания) и Каталонского института исследований и повышения квалификации (Барселона, Испания). Работа поддержана Российским научным фондом.
Центральную роль в защите организма при вирусных инфекциях и раковых заболеваниях играют Т-лимфоциты. Среди Т-клеток существует своя специализация: Т-хелперы распознают чужеродные агенты на поверхности иммунных клеток, а Т-киллеры, привлеченные их сигналами, устраняют угрозу.
ВИЧ-инфицированные, как и раковые больные, испытывают сильнейшую нагрузку на иммунитет. Но если при терапии рака Т-хелперы погибают после курса химиотерапии, то при ВИЧ они умирают из-за вируса, который в них размножается.
Как и все клетки нашего организма, Т-лимфоциты возникают из клеток-предшественников, не имеющих четкой специализации. На определенных этапах клеточного цикла клетки проходят так называемые контрольные точки, или чекпойнты, где клетка "проверяется" на отсутствие повреждений. Если с клеткой не все в порядке, запускается процесс их подавления вплоть до гибели. Одной из таких пропускных точек служит узнавание рецепторами контрольной точки PD-L1 на поверхности Т-клеток. При терапии опухолей с помощью антител блокируются рецепторы контрольной точки, что усиливает процесс деления Т-клеток.
Авторы исследования выдвинули гипотезу о том, что использование "подавителей" контрольных точек может помочь и при терапии ВИЧ-инфицированных больных. Неочевидность этого результата была связана с тем, что восстановление Т-клеток имеет двоякий эффект: с одной стороны, усиливается контроль за инфекцией с помощью Т-киллеров, а с другой — увеличивается число Т-хелперов, в которых и размножается ВИЧ.
Для проверки гипотезы ученые выделили у пяти пациентов Т-клетки и наблюдали за их делением в присутствии "подавителя" рецепторов PD-L1 и без него. Оказалось, что блокада чекпойнта оказывает положительное влияние на рост популяции Т-лимфоцитов. Количество делений оценивали с помощью маркировки клеток флуоресцентным красителем.
Полученные результаты легли в основу математической модели терапии ВИЧ на основе подавления регуляторных рецепторов иммунных клеток. Благодаря ей ученые предсказали эффект воздействия блокады на общий уровень вирусной нагрузки и восстановление количества здоровых Т-хелперов.
"Мы разработали математическую модель, позволяющую исследовать эффект иммунотерапии антителами, блокирующими активность рецептора PD-L1. С ее помощью мы сможем предсказать клинические результаты такой терапии для пациентов с различными вариантами течения ВИЧ-инфекции с учетом индивидуальных показателей иммунного реагирования. Полученные результаты свидетельствуют о том, что PD-L1-иммунотерапия должна иметь благоприятный эффект для большинства ВИЧ-инфицированных больных", — приводятся в пресс-релизе Российского научного фонда слова Геннадия Бочарова, руководителя исследования, ведущего научного сотрудника Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН и профессора Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова
Ученые считают, что использованный ими подход может быть расширен на другие виды иммунотерапии и является важным шагом вперед в направлении персонализированных стратегий лечения инфекционных заболеваний и рака.
