Eine neue Studie aus den USA zeigt, wie das Human Immunodeficiency Virus (HIV) infizierte Immunzellen zu einem Commitsitizid führt. Die Forscher glauben, dass das Ergebnis ein wichtiger Anhaltspunkt für die Erhaltung des Immunsystems von Menschen ist, die mit dem Virus infiziert sind, der AIDS verursacht.
Hauptautor Arik Cooper und Kollegen vom Nationalen Institut für Allergie und Infektionskrankheiten, das Teil der National Institutes of Health ist, berichten über ihre Ergebnisse in der Online-Ausgabe von Nature am 5. Juni.
HIV hat mehr als 60 Millionen Menschen infiziert und fast 30 Millionen Menschen auf der ganzen Welt getötet. Bei einer infizierten Person zerstört der HIV-Virus jeden Tag Milliarden infektiöser CD4 + -T-Zellen, bis das Immunsystem nicht mehr in der Lage ist, sich zu regenerieren oder andere Infektionen zu bekämpfen.
Das Virus tut dies auf verschiedene Arten. Eine Möglichkeit besteht darin, Zellen direkt zu töten: Sie entführt Zellen und nutzt ihre Ressourcen, um Kopien von sich selbst zu machen. Diese Kopien erscheinen als Knospen, die durch die Zellmembranen platzen und die Zelle dabei töten. Ein anderer Weg HIV direkt tötet die Wirtszelle direkt durch Erschöpfen ihrer Ressourcen.
Und ein anderer Weg, der dazu führt, dass Wirtszellen absterben, ist, wenn die Wirtszell-Maschinerie grob verzerrt wird, um zu Virenkopien zu werden, dies kann einen Prozess auslösen, der als programmierter Zelltod oder Apoptose bekannt ist.
Diese Studie zeigt die zugrunde liegenden Mechanismen dieses Prozesses.
Wenn HIV in die Wirtszelle eindringt, beginnt es seine proteinbildende Maschinerie umzuprogrammieren, indem es seine eigenen Gene in die zelluläre DNA einbringt.
Cooper und Kollegen entdeckten, dass während dieses Insertionsschritts ein zelluläres Enzym namens DNA-abhängige Proteinkinase (DNA-PK) aktiv wird. Das Enzym hilft normalerweise bei der Reparatur doppelsträngiger Brüche in Molekülen, aus denen DNA besteht.
Aber wenn HIV seine Gene in die Wirtszellen-DNA integriert, führt dies zu einzelsträngigen Unterbrechungen an den Insertionspunkten.
Zu ihrer Überraschung stellten Cooper und Kollegen fest, dass die DNA-Brüche, die während der HIV-Integration auftreten, die DNA-PK aktivieren, die dann eine ungewöhnlich destruktive Rolle spielt: Sie löst ein Signal aus, das die Apoptose in der CD4 + -T-Zelle verursacht.
Sie folgern:
"Wir schlagen vor, dass die Aktivierung der DNA-PK während der viralen Integration eine zentrale Rolle bei der CD4 + T-Zell-Depletion spielt, was die Möglichkeit erhöht, dass integrierende Inhibitoren und Interventionen gegen DNA-PK das T-Zell-Überleben und die Immunfunktion in infizierten Individuen verbessern können."
Mit anderen Worten, es kann möglich sein, HIV-infizierte Personen in den frühen Stadien der Infektion zu behandeln, indem ihnen Medikamente verabreicht werden, die die frühen Schritte der Virusreplikation blockieren, die bis einschließlich der DNA-PK-Aktivierung auftreten.
Dies könnte nicht nur das Virus daran hindern, sich selbst zu kopieren, sondern auch genügend CD4 + T-Zellen erhalten, um das Immunsystem in der Lage zu halten, Infektionen zu bekämpfen.
Die Forscher schlagen auch vor, dass die Ergebnisse helfen, die Bildung von Reservoirs ruhender HIV-infizierter Zellen zu erklären, und Hinweise geben, wie sie eliminiert werden können.
In einer anderen Studie, die kürzlich in Nature veröffentlicht wurde, beschreibt ein anderes Forscherteam in den USA zum ersten Mal mit Hilfe eines Supercomputers die chemische Struktur des Kapsids oder der Proteinhülle von HIV.
Geschrieben von Catharine Paddock
