Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy cơ chế phân tử làm cơ sở cho quyết định của HIV ở trạng thái hoạt động hoặc 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 lâu dài.
Nghiên cứu do một nhóm nghiên cứu từ Viện Gladstone ở San Francisco, CA, dẫn đầu trong một bài báo được đăng trên tạp chí.
Những phát hiện này cũng có thể giải thích các quyết định số phận tế bào xảy ra ở nơi khác trong sinh học – chẳng hạn như cách tế bào gốc quyết định liệu có còn là tế bào gốc hay phân biệt thành các tế bào chuyên biệt hay không.
Giáo sư Leor S. Weinberger, giám đốc của Trung tâm mạch điện tại Viện Gladstone, ví như quá trình làm thế nào chúng ta “đặt cược cược của chúng tôi” khi chúng tôi đưa ra quyết định về đầu tư tài chính.
Để “bảo vệ chống lại sự biến động trên thị trường”, chúng tôi có thể chọn đặt một số tiền vào các cổ phiếu có rủi ro cao với năng suất cao và phần còn lại trong các lựa chọn có lợi suất thấp, có năng suất thấp.
“Tương tự,” ông giải thích, “HIV bao gồm các căn cứ của nó trong một môi trường dễ bay hơi bằng cách tạo ra cả hai nhiễm trùng hoạt động và không hoạt động.”
Hồ chứa tiềm ẩn HIV
Một khi nó xâm nhập vào cơ thể con người, HIV chèn vật liệu di truyền của nó vào DNA của các tế bào miễn dịch “chủ”. Làm điều này cho phép HIV ép buộc máy móc của tế bào tạo ra các bản sao của virus.
Tuy nhiên, một số tế bào miễn dịch bị nhiễm HIV đi vào trạng thái không hoạt động hoặc tiềm ẩn và sẽ không tạo ra virus mới. HIV có thể ẩn trong “hồ chứa tiềm ẩn” này trong một thời gian dài.
Các phương pháp điều trị HIV hiện tại có hiệu quả cao trong việc giảm lượng virus hoạt tính trong cơ thể. Tuy nhiên, chúng không tốt trong việc giải quyết HIV không hoạt động, có thể kích hoạt lại ngay sau khi ngừng điều trị. Đây là một trong những lý do chính khiến chúng ta chưa thể chữa được HIV.
Trong công trình trước đó, Giáo sư Weinberger và các cộng sự đã chỉ ra rằng độ trễ HIV “không phải là một tai nạn” mà là một “chiến thuật sống còn có chủ ý”.
Chiến thuật này là “tiến hóa thuận lợi cho virus” bởi vì ở những nơi HIV xâm nhập vào cơ thể, không có nhiều tế bào miễn dịch xâm nhập, và nếu nó giết chết tất cả bằng cách hoạt động đầy đủ, sẽ không còn bất kỳ mang nhiễm trùng.
Lạm phát biểu hiện gen của HIV ‘
Bằng cách đặt một số tế bào xâm nhập vào trạng thái tiềm ẩn, HIV đảm bảo kích hoạt 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 khả năng sống sót và nhiễm trùng cao hơn.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng HIV có thể tạo ra trạng thái hoạt động hoặc không hoạt động bằng cách lợi dụng hiện tượng bình thường bên trong các 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 cũng gọi là “tiếng ồn”, hai tế bào với chính xác cùng một trang điểm di truyền có thể tạo ra các lượng protein khác nhau. Sự khác biệt có thể đủ để ảnh hưởng đến chức năng và số phận của tế bào.
HIV biểu hiện gen của nó bên trong tế bào chủ bằng cách sử dụng một cơ chế được gọi là “nối xen”, cho phép nó cắt vật liệu di truyền của nó và lắp ráp nó trong một loạt các sắp xếp.
Ghép gen không hiệu quả
Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu quan sát các tế bào riêng lẻ bị nhiễm HIV. Họ phát hiện ra rằng virus sử dụng một loại nối để kiểm soát tiếng ồn ngẫu nhiên để quyết định số phận của tế bào chủ – dù là hoạt động hay không hoạt động.
“Chúng tôi tìm thấy”, tác giả nghiên cứu đồng tác giả, Tiến sĩ Maike Hansen, một nhà nghiên cứu thuộc nhóm Giáo sư Weinberger, nói rằng “HIV sử dụng một dạng nối đặc biệt không hiệu quả để kiểm soát tiếng ồn.”
“Đáng ngạc nhiên, nếu nó hoạt động hiệu quả,” cô tiếp tục, “cơ chế này sẽ tạo ra ít virus hoạt động hơn. Nhưng, 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 của mình để duy trì hoạt động.”
Với sự giúp đỡ của mô hình hóa, di truyền học và các công cụ hình ảnh, nhóm nghiên cứu đã có thể xác định, lần đầu tiên, giai đoạn trong vòng đời của HIV mà tại đó việc ghép nối xảy ra.
Họ phát hiện ra rằng mối nối không hiệu quả xảy ra không phải trong quá trình phiên mã – như đã từng nghĩ – nhưng sau đó.
Transcription là quá trình thông qua đó các hướng dẫn được giữ trong DNA được sao chép vào RNA để nói cho máy móc tế bào phải làm gì hoặc protein nào cần thực hiện.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng có một quá trình nối không hiệu quả là rất quan trọng cho sự tồn tại của virus, và cải thiện hiệu quả của nó có thể là một cách để đánh bại nó bằng cách giữ nó vĩnh viễn trong trạng thái tiềm ẩn.
“Mạch nối có thể cho chúng ta cơ hội để điều trị virus theo một cách khác.”
Giáo sư Leor S. Weinberger
