Исследователи из Университета Кумамото разработали новую вирусную репортерную систему под названием ВИЧ-Tocky (Таймер клеточной кинетики и активности). Эта инновационная система позволяет в режиме реального времени визуализировать динамику ВИЧ после вирусной инфекции.
Используя технологию флуоресцентного белка-таймера, ВИЧ-Tocky обладает двойной флуоресценцией, меняющейся от синего к красному, чтобы осветить процесс подавления и реактивации провируса. Такое улучшенное временное разрешение превосходит разрешение традиционных систем зеленого флуоресцентного белка (GFP), предоставляя важную информацию о латентных механизмах ВИЧ-1 и создавая основу для разработки стратегий ликвидации.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.
Серьезной проблемой для нынешней стандартной стратегии лечения ВИЧ-1 с помощью комбинированной антиретровирусной терапии (кАРТ) является то, что, хотя кАРТ может ингибировать обратную транскрипцию, она не может полностью уничтожить инфицированные вирусом клетки. Некоторые инфицированные клетки содержат провирус ВИЧ-1, который остается латентным и может ускользнуть от иммунной системы хозяина. Если КОРТ прерывается, провирус может реактивироваться при определенных условиях, что приводит к производству вирионов-потомков и потенциально к возобновлению инфекции.
«Понимание динамического перехода провируса ВИЧ-1 в латентный период жизненно важно для разработки стратегий ликвидации, поэтому мы разработали ВИЧ-Tocky для анализа этой временной динамики in vivo», — сказал старший автор Йорифуми Сато, профессор Объединенного исследовательского центра Ретровирусная инфекция человека, Университет Кумамото.
Синхронизируя изменение спектра излучения флуоресцентного белка-таймера с экспрессией провируса, ВИЧ-Tocky позволяет точно отслеживать временную динамику провируса от экспрессии до молчания. Эта уникальная особенность с высокочувствительным сдвигом флуоресценции от синего к красному позволяет впервые идентифицировать два скрытых паттерна: прямую латентность и позднюю латентность, которая изначально демонстрирует временную экспрессию.
Дальнейший анализ на сайтах интеграции показал, что эти два паттерна латентности регулируются разными регуляторными детерминантами, причем первый является более стохастическим, а второй более эпигенетически контролируемым, что дает больше подсказок относительно молекулярного механизма молчания и экспрессии провируса.
В целом, ВИЧ-Tocky — это новый инструмент, который фиксирует кинетику подавления провируса, что раньше было невозможно с помощью GFP, и позволяет анализировать сложную природу латентного периода ВИЧ-1, выявляя динамику экспрессии провируса в реальном времени. Исследование также продемонстрировало свой потенциал для скрининга лекарств, особенно для оценки агентов, способствующих латентности (LPA).
Доктор Сату отметил, что следующей задачей будет применение ВИЧ-Tocky в первичных миелоидных и лимфоидных клетках, что может предоставить дополнительную информацию о динамике и детерминантах латентного периода в различных тканях и анатомических резервуарах.
