อุบัติเหตุ

ความล่าช้าของไวรัสเป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญในการพัฒนาวิธีรักษาเอชไอวี เวลาแฝงทำให้ไวรัสเข้าสู่โหมดจำศีล ทำให้สามารถหลบหนีการถูกกำจัดโดยการรักษาด้วยยาต้านไวรัสที่มีอยู่ในปัจจุบัน มุมมองทั่วไปคือเวลาแฝงเป็นผลพลอยได้โดยไม่ตั้งใจของวงจรชีวิตตามธรรมชาติของเซลล์โฮสต์ เซลล์ภูมิคุ้มกันที่ติดเชื้อตามธรรมชาติจะ "ผ่อนคลาย" เข้าสู่สภาวะพัก โดยไม่ได้ตั้งใจทำให้ไวรัสถูกระงับ อย่างไรก็ตาม บทความคู่หนึ่งที่ตีพิมพ์ในวารสารCellได้เปลี่ยนโมเดลนี้โดยเสนอว่าตัวไวรัสเอง ไม่ใช่เซลล์ภูมิคุ้มกันของร่างกาย จะควบคุมเมื่อเชื้อ HIV อยู่ในสถานะแฝงหรือกำลังทำงานอยู่ ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยยังแนะนำว่าเวลาแฝงเป็นกลยุทธ์ที่คัดเลือกโดยธรรมชาติที่ไวรัสใช้เพื่อเพิ่มอัตราการติดเชื้อ Leor Weinberger, PhD, ผู้ร่วมวิจัยของ Gladstone Institutes และผู้เขียนอาวุโสของเอกสารทั้งสองกล่าวว่า "การแฝงตัวถูกมองว่าเป็นอุบัติเหตุ ถือเป็นโชคดีของเอชไอวีที่ทำให้ไวรัสไม่สามารถกำจัดให้หมดไปได้ด้วยการรักษาด้วยยาแผนปัจจุบัน" "ข้อมูลใหม่เหล่านี้บ่งชี้ว่าเวลาแฝงยังห่างไกลจากอุบัติเหตุ มันถูกเข้ารหัสในวงจรของไวรัสและเป็นกลยุทธ์ที่ได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งน่าจะเพิ่มอัตราการติดเชื้อได้อย่างมาก" เพื่อแสดงให้เห็นสิ่งนี้ นักวิจัยได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าไวรัสยังคงมีการเคลื่อนไหวสูงเมื่อเซลล์ที่ติดเชื้อเปลี่ยนไปสู่ช่วงพัก ซึ่งบ่งบอกว่ากระบวนการทั้งสองนั้นเป็นอิสระต่อกัน ต่อไป ด้วยความช่วยเหลือของการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ระบุโปรตีนตาดเป็นกลไกสำคัญในไวรัสที่ควบคุมสวิตช์เปิด/ปิด ในแบบจำลอง การจัดการระดับ Tat จะเปลี่ยนสถานะของไวรัสอย่างต่อเนื่อง อุบัติเหตุ ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงสถานะของเซลล์โฮสต์นั้นแทบไม่มีผลกระทบใดๆ ต่อเวลาแฝงของไวรัส ในที่สุด เพื่อยืนยันการค้นพบของพวกเขา นักวิจัยใช้ชีววิทยาสังเคราะห์เพื่อสร้างวงจรไวรัสที่ง่ายขึ้นและจัดการ Tat โดยตรงโดยไม่ขึ้นกับเซลล์ในไวรัสสังเคราะห์เหล่านี้ เป็นอีกครั้งที่การเปลี่ยนแปลงระดับ Tat เพียงพอที่จะเปิดหรือปิดไวรัส และการผ่อนคลายหรือเปิดใช้งานเซลล์เจ้าบ้านไม่ส่งผลกระทบต่อการแสดงออกของไวรัส Anand Pai, PhD, นักวิจัยหลังปริญญาเอกจาก Gladstone กล่าวว่า "เป็นเรื่องยากมากที่จะกระตุ้นไวรัสโดยไม่ทำให้เซลล์ตื่น" "การใช้ชีววิทยาสังเคราะห์ทำให้เราสามารถแยกไวรัสและเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นครั้งแรก สิ่งนี้ช่วยเปิดเผยว่าไวรัสมีความสามารถในการควบคุมว่าไวรัสกำลังทำงานอยู่หรือแฝงอยู่ โดยไม่ขึ้นกับเซลล์เจ้าบ้าน" ในเอกสารฉบับที่สอง ซึ่งเป็นความร่วมมือกับ Ariel Weinberger, PhD, จาก Wyss Institute ที่ Harvard University ผู้ตรวจสอบใช้ทฤษฎีทางการเงินของ "การป้องกันความเสี่ยงในการเดิมพัน" เพื่ออธิบายว่าทำไม HIV อาจพัฒนาโปรแกรมแฝงแบบเดินสาย ในระหว่างการติดเชื้อครั้งแรก เชื้อเอชไอวีมีความเสี่ยงสูงที่จะสูญพันธุ์ เนื่องจากเนื้อเยื่อเยื่อเมือก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของไวรัส เป็นสภาพแวดล้อมที่ผันผวนเป็นพิเศษสำหรับเชื้อเอชไอวี โดยมีเซลล์เป้าหมายไม่กี่แห่งที่สามารถติดเชื้อได้ หากเชื้อเอชไอวีทำลายเซลล์เป้าหมายที่ติดเชื้อทั้งหมดเมื่อแพร่เชื้อ ไวรัสก็จะตายเพราะไม่มีที่ใดเหลือให้แพร่เชื้อ อย่างไรก็ตาม หากเชื้อเอชไอวีเข้าสู่สถานะแฝงในบางเซลล์ เซลล์ดังกล่าวอาจยังคงอยู่จนกว่าเซลล์นั้นจะถูกย้ายไปยังเนื้อเยื่อประเภทอื่นที่มีเซลล์เป้าหมายจำนวนมาก ซึ่งจะเพิ่มโอกาสที่ไวรัสจะประสบความสำเร็จในการติดเชื้อ เพื่อทดสอบว่ากลยุทธ์การป้องกันความเสี่ยงในการเดิมพันนี้มีประโยชน์ในเชิงวิวัฒนาการสำหรับไวรัสหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ชั่งน้ำหนักข้อดีและข้อเสียของเวลาแฝงของไวรัส ในแต่ละแบบจำลอง ขึ้นอยู่กับข้อมูลจริงของผู้ป่วย เป็นประโยชน์สำหรับเอชไอวีที่จะเข้าสู่สถานะแฝง ซึ่งส่งผลให้มีอัตราการติดเชื้อสูงกว่ากรณีที่ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้สนับสนุนทฤษฎีที่ว่าเวลาแฝงเป็นกลยุทธ์การป้องกันความเสี่ยงการเดิมพันที่ซับซ้อนซึ่งพัฒนาโดยไวรัสในช่วงหลายล้านปี Robert Gallo, MD, ผู้อำนวยการสถาบันไวรัสวิทยามนุษย์แห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์สคูลออฟเมดิคัลกล่าวว่า "การค้นพบนี้เปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับเวลาแฝงของเอชไอวีและช่วยให้เราเข้าใจว่าจะต้องใช้อะไรบ้างในการรักษาเอชไอวี" - ค้นพบว่าเชื้อเอชไอวีเป็นสาเหตุของโรคเอดส์ "การเปิดเผยวิธีการและสาเหตุที่ทำให้เวลาแฝงเกิดขึ้นและคงไว้ เราอาจสามารถพัฒนาแนวทางใหม่ในการรักษา ซึ่งเป็นสิ่งที่การรักษาด้วยยาต้านไวรัสในปัจจุบันไม่ได้ระบุ"