Đây là cách HIV quyết định trở nên hoạt động
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy cơ chế phân tử làm cơ sở cho quyết định của HIV là duy trì trạng thái hoạt động hay không hoạt động. Điều này có thể dẫn đến các liệu pháp mới hoạt động bằng cách giữ cho vi rút ở trạng thái không hoạt động vĩnh viễn.
Nghiên cứu được dẫn đầu bởi một nhóm từ Viện Gladstone ở San Francisco, CA, được trình bày trong một bài báo hiện đã được xuất bản trên tạp chí Ô.
Phát hiện cũng có thể giải thích các quyết định về số phận của tế bào xảy ra ở những nơi khác trong sinh học - chẳng hạn như cách tế bào gốc quyết định giữ nguyên là tế bào gốc hay biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt, bao gồm cả tế bào não hoặc tim, khi chúng phân chia.
Tác giả của nghiên cứu cao cấp, GS Leor S. Weinberger, giám đốc Trung tâm Mạch học Tế bào tại Viện Gladstone, ví quá trình này giống như cách chúng ta “phòng thủ” khi đưa ra quyết định đầu tư tài chính.
Để “bảo vệ khỏi sự biến động trên thị trường”, chúng tôi có thể chọn đặt một số quỹ vào các cổ phiếu rủi ro cao với lợi suất tiềm năng cao và phần còn lại vào các tùy chọn có rủi ro thấp, lợi suất thấp.
“Tương tự,” ông giải thích, “HIV bao phủ các cơ sở của nó trong một môi trường dễ bay hơi bằng cách tạo ra cả nhiễm trùng hoạt động và không hoạt động”.
Ổ chứa HIV tiềm ẩn
Một khi xâm nhập vào cơ thể người, HIV sẽ chèn vật liệu di truyền của nó vào DNA của các tế bào miễn dịch “vật chủ”. Làm điều này cho phép HIV buộc bộ máy của tế bào tạo ra các bản sao của vi rút.
Tuy nhiên, một số tế bào miễn dịch nhiễm HIV chuyển sang trạng thái không hoạt động hoặc tiềm ẩn và sẽ không tạo ra vi rút mới. HIV có thể ẩn náu trong “ổ chứa tiềm ẩn” này trong một thời gian dài.
Các phương pháp điều trị HIV hiện nay có hiệu quả cao trong việc giảm lượng vi rút hoạt động trong cơ thể. Tuy nhiên, họ không giỏi đối phó với HIV không hoạt động, có thể tái hoạt động ngay sau khi ngừng điều trị. Đây là một trong những lý do chính khiến chúng ta chưa thể chữa khỏi HIV.
Trong nghiên cứu trước đây, Giáo sư Weinberger và các đồng nghiệp của ông đã chỉ ra rằng thời gian tiềm ẩn của HIV “không phải là một tai nạn” mà là một “chiến thuật sống sót” có chủ ý.
Chiến thuật này "có lợi về mặt tiến hóa đối với vi rút" bởi vì ở những vị trí mà HIV xâm nhập vào cơ thể lần đầu tiên, không có nhiều tế bào miễn dịch để nó xâm nhập, và nếu nó tiêu diệt tất cả chúng bằng cách hoạt động hoàn toàn, sẽ không còn bất kỳ tế bào nào để mang theo nhiễm trùng.
HIV khai thác 'nhiễu biểu hiện gen'
Bằng cách đưa một số tế bào mà nó xâm nhập vào trạng thái tiềm ẩn, HIV đảm bảo rằng quá trình hoạt hóa có thể đợi cho đến khi các tế bào đó được đưa vào mô nơi có nhiều tế bào đích hơn, do đó đảm bảo cơ hội sống sót cao hơn và không bị lây nhiễm liên tục.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng HIV có thể tạo ra trạng thái hoạt động hoặc không hoạt động bằng cách tận dụng hiện tượng bình thường bên trong tế bào được gọi là “sự biến động ngẫu nhiên trong biểu hiện gen”.
Do sự biến động ngẫu nhiên trong biểu hiện gen, mà các nhà khoa học còn gọi là “nhiễu”, hai tế bào có cấu tạo gen giống hệt nhau có thể tạo ra một lượng khác nhau của cùng một loại protein. Sự khác biệt có thể đủ để ảnh hưởng đến “chức năng và số phận” của tế bào.
HIV thể hiện các gen của nó bên trong tế bào chủ bằng cách sử dụng một cơ chế được gọi là "nối thay thế", cho phép nó cắt nhỏ vật liệu di truyền của mình và lắp ráp nó theo nhiều cách sắp xếp khác nhau.
Ghép gen không hiệu quả
Trong nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu đã quan sát các tế bào riêng lẻ bị nhiễm HIV. Họ phát hiện ra rằng virus sử dụng một kiểu nối để kiểm soát tiếng ồn ngẫu nhiên để quyết định số phận của tế bào chủ - hoạt động hay không hoạt động.
Đồng tác giả nghiên cứu đầu tiên, Tiến sĩ Maike Hansen, một nhà nghiên cứu trong nhóm của Giáo sư Weinberger, cho biết “HIV sử dụng một hình thức nối đặc biệt kém hiệu quả để kiểm soát tiếng ồn.”
“Đáng ngạc nhiên là nếu nó hoạt động hiệu quả,” cô tiếp tục, “cơ chế này sẽ tạo ra vi rút ít hoạt động hơn nhiều. Nhưng, bằng cách dường như lãng phí năng lượng thông qua một quá trình không hiệu quả, HIV thực sự có thể kiểm soát tốt hơn quyết định duy trì hoạt động của mình ”.
Với sự trợ giúp của các công cụ mô hình, di truyền và hình ảnh, lần đầu tiên nhóm nghiên cứu có thể xác định được giai đoạn trong vòng đời của HIV mà tại đó sự kết nối xảy ra.
Họ phát hiện ra rằng sự liên kết kém hiệu quả không xảy ra trong quá trình phiên mã - như đã nghĩ trước đây - mà là sau nó.
Phiên mã là quá trình thông qua đó các chỉ dẫn được tổ chức trong DNA được sao chép thành RNA để thông báo cho máy móc tế bào phải làm gì hoặc tạo ra loại protein nào.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng việc có một quy trình nối không hiệu quả là rất quan trọng đối với sự tồn tại của virus và việc cải thiện hiệu quả của nó có thể là một cách để đánh bại nó bằng cách giữ nó vĩnh viễn ở trạng thái tiềm ẩn.
"Mạch nối có thể tạo cơ hội cho chúng ta tấn công điều trị vi rút theo một cách khác."
GS Leor S. Weinberger
