Иммунная система человека постоянно разрабатывает стратегии борьбы с ВИЧ. К сожалению, «геном вируса также быстро меняется, со скоростью миллионов мутаций в день», – объясняет Жак Феллай, соавтор и исследователь EPFL. В большинстве случаев патоген находит эффективную стратегию посредством естественного отбора.
Иногда вирус сталкивается с более жестким противником.
Он сопротивляется, но его способность к воспроизведению скомпрометирована. «Вирус выживает, но размножается медленнее, и, таким образом, его способность к разрушению в некотором смысле нейтрализуется», – говорит ученый.
Изучая штаммы ВИЧ, которые жили в организме человека-хозяина, исследователи могут идентифицировать конкретные генетические мутации. Это как шрамы, каждый из которых свидетельствует об особой атаке иммунной системы.
Какие гены человека участвуют в этих стратегиях защиты?? И которые, среди всех наших генетических вариаций, предрасполагают нас к повышенной устойчивости к ВИЧ или, наоборот, к повышенной уязвимости?
Ученые разработали метод, который позволил им найти ответы на эти вопросы.
Суперкомпьютер, 1071 пациент и миллионы комбинаций
Чтобы составить первую карту устойчивости человека к ВИЧ, исследователям пришлось проанализировать огромное количество данных.
Они изучили различные штаммы ВИЧ у 1071 серопозитивного человека. Они пересекли более 3000 потенциальных мутаций в вирусном геноме с более чем 6 миллионами вариаций в геномах пациентов.
С помощью суперкомпьютеров они изучили все эти возможные комбинации и определили соответствие между пациентами.
«Нам пришлось изучить вирус до того, как пациент прошел курс лечения, что далеко не просто», – говорит Феллай. Это означало, что им пришлось искать в банках данных, созданных в 1980-х годах, прежде чем стали доступны эффективные методы лечения.
Этот новый косвенный метод позволил получить наиболее полный на сегодняшний день глобальный обзор генов человека и их значения с точки зрения устойчивости к ВИЧ.
Это позволяет нам не только лучше понять, как мы защищаемся от атак, но и как вирус адаптируется к нашим защитным механизмам. «Теперь у нас есть настоящая база данных, которая сообщает нам, какие генетические вариации человека будут вызывать какие мутации в вирусе», – объясняет Амалио Теленти, соавтор и исследователь UNIL-CHUV.
Терапия, основанная на нашей естественной защите
Это исследование имеет два основных вывода.
Новые методы лечения могут быть разработаны на основе изучения естественных защитных сил человека, особенно тех, которые приводят к снижению репликации вируса. Кроме того, ученые надеются, что с помощью профилирования генома ВИЧ-инфицированных можно будет разработать индивидуально ориентированные методы лечения, учитывающие генетические сильные и слабые стороны пациентов.