Gracias al desarrollo de medicamentos antirretrovirales, el virus de la inmunodeficiencia humana VIH se considera hoy una enfermedad crónica manejable. Sin embargo, si no se diagnostica o no se trata, el VIH puede convertirse en SIDA síndrome de inmunodeficiencia adquirida, una enfermedad que condujo amuertes de casi 1 millón de personas en todo el mundo en 2017.
Sin embargo, los medicamentos que salvan vidas no curan el VIH, porque cuando el virus infecta el cuerpo, se dirige insidiosamente a las células necesarias para activar la respuesta inmune del cuerpo a cualquier infección. Específicamente, el VIH invade las células T CD4 -un tipo de glóbulo blanco: hace copias de sí mismo y se hace cargo del ADN de la célula huésped CD4.
"Tras la infección de una célula T CD4, el VIH sufre uno de dos destinos", dijo el profesor asistente de la Universidad de Illinois, Roy Dar. "O se integra en un estado de replicación, lo que lleva a la producción de cientos de viriones infecciosos, ose integra en un estado latente donde el provirus permanece transcripcionalmente silencioso "
Según Dar, los investigadores se han centrado en erradicar el reservorio latente porque puede reactivarse espontáneamente, evadir la terapia con medicamentos o ser una fuente de rebote viral, que puede ocurrir si un paciente no se adhiere estrictamente al régimen de tratamiento con terapia antirretroviral.
"Hasta la fecha, no hay forma de distinguir entre las células no infectadas y las células infectadas de forma latente en el cuerpo, pero esa capacidad respaldaría los enfoques terapéuticos existentes para curar el VIH", dijo Dar, quien está afiliado al Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informáticay Carl Woese Institute for Genomic Biology en el campus.
En un estudio reciente, Dar y su grupo de investigación investigaron la reactivación de las células T que se infectaron de forma latente con el VIH en el laboratorio mediante el uso de una construcción viral que contenía un gen para una proteína fluorescente verde GFP que se expresa cuandola célula se reactiva.
"El método de lapso de tiempo, imágenes unicelulares permitió monitorear la reactivación de células latentes individuales desde su estado silencioso a sus estados activos calculando la fluorescencia media de GFP", explicó la investigadora postdoctoral de Bioingeniería Kathrin Bohn-Wippert, la autora principalde El estudio.
Una vez que identificaron las células que se reactivaron, calcularon el tamaño celular y determinaron el diámetro celular medio necesario para la reactivación. Descubrieron que dentro de una población latente, solo las células huésped más grandes se reactivan mientras que las células más pequeñas permanecen en silencio o latentes.
De acuerdo con Bohn-Wippert, este tamaño de célula huésped más grande proporciona un mecanismo celular natural para mejorar el tamaño de la explosión de la expresión viral y es necesario para desestabilizar el estado latente mientras sesga la toma de decisiones virales.
"Nuestros resultados presentan un caso de toma de decisiones virales pasivas dominadas por la célula huésped, en la que el virus está apagado cuando la célula infectada es pequeña y solo puede reactivarse espontáneamente en tamaños de células más grandes", dijo Dar. "Esto presenta un casode la célula huésped que representa las condiciones adecuadas para que ocurra la toma de decisiones virales "
El equipo también determinó que la transición de las células de latente a activa depende del ciclo celular, las etapas por las cuales se replica el ADN celular, y puede modularse con tratamientos farmacológicos ". Demostramos que puede usar tratamientos farmacológicos paramodular una población de células dentro y fuera de un estado específico del ciclo celular para sesgar su reactivación viral ", dijo Dar.
Estos hallazgos pueden ser útiles para guiar las estrategias de diseño estocástico para las terapias farmacológicas, tener aplicaciones en biología sintética y desempeñar un papel en el avance de los diagnósticos y tratamientos del VIH.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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