Konečně léčba infekce HIV?

Zvětšit obrázek

Jak to bylo dříve jednoduché – červená krvinka vlevo, bílá vpravo, uprostřed krevní destička. Kredit: NCI-Frederick

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)

Zvětšit obrázek

Lymfocyt. V mikroskopu vypadají všechny stejně, jsou jich však stovky typů. O jejich specializaci a schopnostech vypovídají povrchové struktury - CD receptory.
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

Scott G. Kitchen:
„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.

Zvětšit obrázek

Skladové prostory firmy Advanced Biosciences Resources. V nabídce nechybějí ani tkáně z lidských plodů. Další obrázky prosperující firmy zde.

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.

Zvětšit obrázek

StemExpress z Cold Springs v Kalifornii také nabízí tkáně z fétů. V textu se praví, že jsou od „normálních donorů, kteří jsou testováni na přítomnost patogenů a jsou negativní na HIV1, HIV2 , hepatitidu B i hepatitidu C.“ Ceník firma poskytuje ale jen vážným zájemcům po upřesnění o jaké objemy se jedná. K vyžádání zde.

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)