21.10.2020

Исследователи находят ключи к устойчивости к СПИДу в геноме сажи мангабей

Исследователи Йеркса находят подсказки устойчивости к СПИДу в геноме сажи мангабей
                Сажный мангабей. Кредит: Йеркский национальный исследовательский центр приматов, Университет Эмори

Мирное сосуществование, а не война: именно так закопченные мангаби, вид обезьян, обитающих в Западной Африке, справляются с инфекцией, вызванной SIV, родственником ВИЧ, и избегают развития болезней, подобных СПИДу.
                                                                                       

Чтобы узнать, как закопченные мангаби достигли этого важного достижения в области здравоохранения, группа ученых под руководством Национального исследовательского центра приматов Йеркса секвенировала геном закопченного мангаби. Сравнивая его с геномом людей и других нечеловеческих приматов, команда нашла улики, которые могут помочь людям, инфицированным ВИЧ. Изучение того, как SIV и его естественные хозяева сосуществуют без СПИДа, может помочь улучшить долгосрочный уход за людьми, инфицированными ВИЧ, уменьшить передачу инфекции от матери ребенку, а также направить разработку вакцины против ВИЧ.

Результаты планируется опубликовать в Nature 4 января.

Под руководством Гвидо Сильвестри, доктора медицинских наук, руководителя отдела микробиологии и иммунологии в исследовательском центре Йеркса в Университете Эмори, ученые говорят, что это первый пример межвидового анализа генома для выявления и проверки генов, которые могут регулировать важный процесс заболевания .

«Мы пользуемся преимуществом эволюционного эксперимента, который проводился на протяжении многих тысяч лет, показывая, как можно заразиться SIV и не прогрессировать в СПИД», — говорит Сильвестри, который также является профессором патологии и лабораторной медицины. в Медицинской школе Университета Эмори и в Центре вакцин Эмори, а также в Научном Альянсе Исследователей Джорджии.

Со-первыми авторами являются Дэвид Полеш, доктор философии, аспирант Йеркса, и Стив Босингер, доктор философии, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины и директор Центра геномики Йеркса. Джеффри Роджерс, доктор философии, и его команда генетиков из Медицинского колледжа Бэйлорского центра секвенирования генома человека провели секвенирование и сборку генома. Доктор Роджерс является членом Национального научно-консультативного совета Йеркса. Дополнительные участники включают Грега Тарпа (Йеркса), Роберта Норгрена (Университет Небраски), Беатрис Хан (Университет Пенсильвании), Дэниела Саутера и Фрэнка Кирхгофа (Университет Ульма).

«Этот проект является прекрасным примером возможного научного прогресса, когда мы объединяем анализ последовательности всего генома с экспертным пониманием причин заболевания, в данном случае иммунного ответа на инфекцию SIV», — говорит Роджерс. «Благодаря интеграции опыта в области геномики из Медицинского колледжа Бэйлора с многолетним опытом команды Йеркса/Эмори в отношении закопченных мангаби, мы получили по-настоящему захватывающие и важные результаты», — продолжает он.

Сажные мангаби, наряду с другими обезьянами, такими как дрели и африканские зеленые обезьяны, являются естественными хозяевами для SIV. При заражении этим вирусом они поддерживают здоровый уровень иммунных клеток и не прогрессируют до СПИДа. Эта защита контрастирует с ненатуральными хозяевами, такими как макаки-резус, которые прогрессируют до СПИД-подобной болезни, что делает их моделью для понимания ВИЧ-инфекции людей. Генетический анализ показал, что ВИЧ-инфекция у людей возникла в результате множественных межвидовых трансмиссий SIV от нечеловеческих приматов, включая шимпанзе и сажаных мангабей.


            Исследователи Йеркса находят улики устойчивости к СПИДу в геноме сажи мангабей
                Краткое содержание исследования. Секвенирование всего генома и анализ сажного мангабэя идентифицировали гены, которые могут помочь объяснить, почему сажный мангабей избегает СПИДа. Кредит: Йеркский национальный исследовательский центр приматов, Университет Эмори

«Мы обнаружили две большие разницы в белках иммунной системы в геноме сажи мангаби, который, как мы надеемся, поможет нам лучше понять, почему сага мангаби избегает СПИДа, несмотря на инфекцию SIV», — говорит Палеш.

Одним из основных отличий является молекула адгезии на иммунных клетках. Эта молекула, называемая ICAM2, не функционирует в закопченных мангабеях. Делеция в гене ICAM2, по-видимому, специфична для сажаных мангаби и не обнаруживается у других естественных хозяев SIV или других приматов, таких как бабуины и макаки.

Кроме того, у сажаных мангабей наблюдается изменение белка TLR4 (toll-like рецептор 4), что ухудшает его функцию. TLR4 является частью врожденного иммунного восприятия и запускает активацию в ответ на компоненты бактериальных мембран.

«Это открытие интригует, — говорит Сильвестри, — потому что повреждение кишечных барьеров и высвобождение бактерий способствуют хронической иммунной активации, которая связана с прогрессированием СПИДа у ВИЧ-инфицированных людей и инфицированных SIV неприродных хозяев».

У закопченных мангаби менее активная форма TLR4 может снижать иммунную активацию в ответ на инфекцию SIV. Изменения TLR4 были общими в геномах закопченных мангабей и других естественных хозяев, таких как вервет, дрель и колобус, но отсутствовали у ненатуральных хозяев, таких как макаки, ​​что указывает на некоторое эволюционное преимущество.

Ученые изучили эти результаты, чтобы показать, как эти различия влияют на поведение иммунных клеток. Следующим шагом будет изучение более тонких геномных различий между сажными мангаби и их родственниками.

В предыдущей работе д-р Сильвестри возглавлял, он и его исследовательская группа сравнивали иммунную систему сажаных мангаби и других естественных хозяев с ВИЧ-инфицированными людьми, включая виремических непрогрессоров, уникальную группу пациентов, избегающих заболеваний, связанных с ВИЧ. аналогичным образом. Текущее исследование расширяет эти исследования, будучи первым, кто сравнивает секвенирование всего генома и определяет пути, которые могут придавать устойчивость к СПИДу. С успехом этого подхода команда Йеркса планирует будущие проекты секвенирования, в которых рассматриваются дополнительные природные виды-хозяева.

Команда Йеркса также планирует более глубокие исследования выявленных генов. «Будущие исследования, в которых ICAM2 и TLR4 манипулируют in vivo во время SIV-инфекции, необходимы для выявления того, действительно ли и в какой степени эти два гена напрямую влияют на непатогенную природу SIV-инфекции у этого вида хозяина», — пишут авторы.

«Это действительно захватывающее время в исследованиях СПИДа», — говорит Босингер. «С берлинским пациентом, который является единственным человеком, который был излечен от СПИДа, мы увидели, что излечение ВИЧ возможно. Сажные мангаби и другие естественные хозяева годами служат ученым в качестве дорожной карты для лечения СПИДа, но мы только У нас была возможность взглянуть на небольшие фрагменты карты за раз. Теперь, изучая весь геном этих видов, наша команда считает, что мы можем ускорить открытия, которые имеют значение в борьбе с ВИЧ и СПИДом «, — продолжает он. >

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *