Konečně léčba infekce HIV?
Virus HIV je prevít, který již třicet let odolává snaze vědců dostat ho pod kontrolu. Navzdory své jednoduchosti je původcem pandemie a má na svědomí již 40 milionů nakažených. To vše dokázala částice sestávající jen ze čtyř věcí: 1.) kousku genetického kódu ve formě molekuly RNA, 2.) enzymu reverzní transkriptáza, který informaci uloženou v RNA přepisuje do DNA, 3.) Enzymu integráza, experta na pašování nově vzniklé DNA do DNA buňky, 4.) pláště, který to všechno zahaluje a pro lepší maskování si přivlastňuje i kousek membrány z dříve navštíveného hostitele.
Dosud byl boj s tímto protivníkem nerovný a omezoval se prakticky jen na chemii v podobě antivirotik. Nyní se zdá, že by se mohla karta začít obracet ve prospěch genetických manipulací s buňkami. V časopisu PLoS PATHOGENS publikoval tým kalifornských vědců článek, v němž tvrdí, že zvládli úpravu lidských buněk, jež v živém organismu posilují buněčnou obranu a jsou schopny vyhledávat a ničit v lidských tkáních virus HIV.
Popis objevu (možno přeskočit)
Imunogenetici jsou zvláštní skupina tvorů, s nimiž si nerozumí ani genetici ani imunologové. Komunikují především písemně, protože uskupení písmen latinky, matematických symbolů proložených písmeny řecké abecedy popisujících jejich činnost, jsou těžko vyslovitelná a symboly „plus“ a „mínus“ nemají nic společného s početními úkony. Text článku o průlom v modelové léčbě HIV infekce se dočteme: „K diferenciaci HSCs buněk do dospělých CTL jsme využili klonování TCR receptoru z CD8+T buněk cílených na epitop HIV-1 Gag protein a transdukci do HSCs s introdukcí do humanizovaných myší. Progenitorovým buňkám to zajistilo diferenciaci v lidské CD8+ CTL.“
Úvod do problematiky (nezáživné opakování věcí dávno známých)
Kredit: Dr. Triche National Cancer Institute
Doba, kdy byly krvinky jen bílé a nebo červené, je dávno ta tam. Pro pochopení souvislostí je potřeba protrpět si několik nudných odstavců teorie. Různých druhů a typů bílých krvinek je dnes hodně. Některé patří k evolučně staršímu systému nespecifické obrany, tu zajišťují makrofágy, nebo neutrofily. Druhý způsob obrany je vývojově mladší a specifičtější, říká se mu adaptivní. Oceníme ho zvláště v situacích, kdy si na nás začne brousit zuby nějaký patogen. Zda uspěje, závisí do velké míry na schopnostech T lymfocytů a B lymfocytů. Na rozdíl od makrofágů a jejich mladších forem monocytů s průměrem okolo 30 mikrometrů jsou „téčka a béčka“ jen šestimikrometroví prckové. Zatímco B lymfocyty jsou dělostřelci s chemickou municí, kteří protivníka ničí na dálku protilátkami, T lymfocyty jsou specialisté na na boj z blízka. Aby jejich útok byl veden správným směrem, musí jim asistovat jim celá řada pomocníků. To proto, že viry své růžky moc nevystrkují. Zdravá buňka se od té nakažené liší v nicotných detailech a než dojde k boji, je třeba si toho o nepříteli hodně upřesňovat. O dovednostech neboli specializaci lymfocytů, rozhodují jejich povrchové struktury - receptory. Boj proti HIV virům mají na starosti T-lymfocyty, někdy označované jako T buňky. Svou životní pouť začínají v kostní dřeni. Když dospívají, opouštějí teplo domova a přesouvají se do výcvikového střediska. Mají ho v brzlíku a školení instruktoři tam příchozí nováčky učí poznávat kdo je přítel a kdo nepřítel. Z některých se stávají rozvědčíci sledující jaká móda se u nepřítele zrovna nosí. Kamufláž zlotřilců HIV je hodně rafinovaná, protože si půjčují od napadeného část povrchových proteinů. Při troše nepozornosti je proto snadné se zmýlit a začít atakovat vlastní zdravé buňky. V armádě lymfocytů nejsou jen zabijáci, ale mnoho specialistů s různými „hodnostmi“ deklarovanými povrchovými markery (CD značkami). Poznáme jich už stovky a jejich počet se stále rozšiřuje. V případě viru způsobujícího AIDS nás zajímají jen ty, které na své uniformě mají „nášivky“ CD8 a CD4. Je to sehraný tým, v němž CD-čtyřky jsou o něco chytřejší, a tak jsou z nich velitelé určující, co se má zničit. Ty s receptorem CD8 vykonávají špinavou práci, s infikovanými a pozměněnými buňkami udělají krátký proces. Říká se, že rozdávají polibek smrti, ale ve skutečnosti jde o kontakt, kdy jejich enzymatická vrtačka naruší protivníkovi membránu a porušené povrchové napětí způsobí, že protivník praskne, jako když píchnete do balónku.
Školení buněk transdukcí
„Upravili jsme kmenové buňky tak, aby daly vznik účinným imunitním buňkám zasahujícím proti HIV infekci.
(Kredit: UCLA)
Nová cesta, jak vyzrát nad infekci HIV by měla vést přes buňkami zprostředkovanou imunitu. K tomu je potřeba mít hodně vyškolených lymfocytů. Namnožit bílé krvinky není těžké. Ze zárodečných kmenových buněk to jde poměrně snadno. Delší dobu se také ví, jak z nich vypiplávat podskupinu nazývanou T buňky. Jenže to nestačí. K čemu by vám byl regiment zabijáků, kteří neví koho mají napadnout. K tomu právě slouží školení v brzlíku a mízních uzlinách a získání patřičných receptorů. Bez absolvování kurzu v brzlíku to dost dobře nejde. Jenže brzlíků ochotných spolupracovat moc není, a tak se vědci uchýlili k dávno osvědčené taktice - „když to nejde po dobrém, naper to tam silou“. Okopírovali si gen pro povrchovou strukturu, kterou když buňky mají, dokážou se k nepříteli na krátkou dobu připoutat a provést dílo zkázy. Gen pro tento povrchový receptor pak klonovali, a až ho měli hodně, vektorovým „kladivem“ ho množícím se lymfocytům natloukli "do hlavy". Násilnické domluvě, kdy viru podobný vektor dopraví gen až do buněčného jádra, se vzdoruje těžko, a tak buňkám nezbylo, než vnucovaný gen přijmout za svůj. Vědci to nazývají transdukcí. Tím, že buňky získaly na povrchu novou strukturu, obdržely statut „proškolených“ T lymfocytů a to už nejsou nezkušení branci, co má "podpis“ nepřítele, nemilosrdně ničí.
Toho, co se již daří, je již poměrně dost. Okopírovat a naklonovat geny pro tvorbu specifického povrchového proteinu. Vnést je do lidských bílých krvinek a udělat z nich geneticky modifikované lymfocyty. Neobejde se to zatím ale bez základní suroviny, kterou jsou tkáně z potraceného lidského plodu. Tímto výčtem pokusničení vědců z UCLA neskončilo. Zbývalo prověřit, zda jejich strategie má nějaký efekt. Jestli po takovém zacházení ještě zůstala v buňkách živá duše, a nebo zda je chuť pouštět se s nepřítelem do křížku definitivně přešla. Na lidech to zjišťovat nelze a tak museli přemluvit ke spolupráci hlodavce. Ti ale mají svých T lymfocytů dost a případný úspěch hrstky těch lidských by se v bitevní vřavě zjišťoval obtížně. Navíc by došlo k tomu, že by myší buňky místo toho, aby si hleděli HIV viru, napadaly i své lidské protějšky, netuše, že všem jde o společný cíl. Proto myši humanizovali. Ač to zní libě, humánního na tom nic není. Jde o myši, kterým se vyřazuje z činnosti jejich vlastní imunitní systém. Teprve pak se do myších mutantů mohou beztrestně vnášet lidské tkáně – brzlík, kostní dřeň, jaterní tkáň (vše z lidských plodů), aniž by je odhojovaly. V takto připravených a v podstatě těžce nemocných myších pak veškeré úspěchy a neúspěchy boje s virovou infekcí jdou přičíst na vrub lidských, do myší transplantovaných buněk a tkání. Pokusy s humanizovanými nebožáky daly odpověď na to, co nás zajímá nejvíce – zda by upravené buňky byly schopny posílit lidský obranný systém a zda by léčba uměle vypěstovanými a násilně proškolenými lymfocyty, byla schopna nemoci zabránit.
Výsledky pokusů na těchto „myšolidech“ dopadly velmi nadějně - T lymfocyty připravené z lidských fétů infekci nejen zbrzdily, ale T buňky získané technikou genových manipulací zlepšily virem nakaženým myším jejich zdravotní stav. Počet detekovaných virových částic jim v tělech klesl.
Co se ještě změnilo
Dříve platilo, máš HIV, máš AIDS. Nyní už můžeme mít těch „aidsů“ vícero - virus totiž není jeden, ale dva. Zatím. Jejich kód je příliš rozdílný, než aby vznikl pouhou mutací jednoho viru ve druhý. Kdybychom to chtěli k něčemu připodobnit, tak prý mají k sobě asi tak blízko, jako Praha v Čechách s tou v Texasu. Takže psát "virus HIV" už nestačí. Proto ten první z objevených dostal navíc jedničku. HIV1 je s námi už dlouho a asi jsme jí chytli od šimpanze. Ten druhý – HIV2, se viru HIV1 nepodobá, ale jakoby z oka vypadl opičímu viru (poznámka: šimpanz není opice). Zatímco opice mangabejové ho snáší v pohodě, náš imunitní systém si s ním nedokáže poradit. Stejně jako s HIV1.
K oběma typům přitom můžeme přijít stejně. Pomineme-li náhodné poranění odhozenou jehlou a něco málo případů smůly při transfúzi krve, největší riziko hrozí ze sexu, přičemž více jsou ohroženi příjemci tekutin.
Naděje
Výsledky těchto pokusů asi hned tak rychle nezmění dosavadní praxi s podáváním antivirotik. I kdyby se vše podařilo dovést do zdárného konce i u lidí, stejně by se milionům těch nejpotřebnějších a nemajetných, léčby nedostalo. Na druhé straně se tu ale konečně rýsuje možnost, jak vyzrát na virus HIV a jeho taktiku setrvalé likvidace konkrétní populace buněk až do vyčerpání všech jejich záloh. I když pak organismus jiných typů buněk imunitního systému má stále dost, jeho obrana se zhroutí. Nejlepším řešením se nyní jeví doplnit chybějící typ T lymfocytů z „externího“ pramene a dodat jich takové množství, aby došlo k vyléčení. Starší pokusy, které také sledovaly tento směr, ale jako zdroj lymfocytů nevolily lidská emrya, úspěšné moc nebyly.
Závěr
Genetická manipulace s lidskými kmenovými buňkami poskytla zatím nejlepší výsledky tlumení virové nákazy. I když ověření účinnosti proběhlo na humanizovaném myším modelu, naděje na uplatnění v praxi jsou poměrně velké. Přesto, že v pokusu vědci pracovali jen s jedním typem viru (HIV1), měla by metoda být také účinná i na HIV2. A nejen to. Stejného úspěchu by se mělo dosáhnout i v boji proti dalším chronickým nevyléčitelným virovým chorobám. Teoreticky by mělo v tomto schematu stačit zaměnit jen geny pro příslušné povrchové struktury. Pokus s úspěšným vylepšením imunitního systému spolu s dříve provedenými zákroky, v nichž embryonální kmenové buňky asistovaly například u léčby infarktem poškozeného srdce či sítnice oka poškozené makulární degenerací, dávají jasný signál o rozšiřujícím se okruhu zájemců o tkáně z lidských potracených plodů. Tak jako je tomu již delší dobu v Číně, i v Americe se féty stávají obchodním artiklem. V Kalifornii již tkáně a buňky z lidských plodů mají v nabídce například Advanced Biosciences Resources a StemExpress. Jsou dokladem toho, že pokud jde o lidské zdraví, předsudky o nemorálnosti jdou stranou.
Pramen: PLoS patogens , University of California (UCLA)