Спид врожденный

Спид врожденный

Innate immunity against HIV: a priority target for HIV prevention research
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2964587/

В этом обзоре кратко излагаются последние достижения и существующие пробелы в понимании врожденного иммунитета к инфекции вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и определяются ключевые научные приоритеты, позволяющие применять эти знания для разработки новых стратегий профилактики (вакцины и микробициды). Он основывается на продуктивной дискуссии и новых данных, вытекающих из семинара по врожденному иммунитету против ВИЧ, проведенного в Европейской комиссии в Брюсселе, а также недавних замечаний из литературы.

Увеличивающиеся данные свидетельствуют о том, что врожденные ответы являются ключевыми детерминантами результатов ВИЧ-инфекции, влияющими на критические события на самых ранних стадиях инфекции, включая эффективность передачи ВИЧ через слизистую оболочку, создание начальных очагов инфекции и локальных вирусных репликаций / распространения, а также распространение вируса , последующий острый всплеск вирусной репликации и установление сохраняющейся вирусной нагрузки. Они также влияют на последующий уровень продолжающейся репликации вируса и скорости прогрессирования заболевания. Таким образом, модуляция врожденного иммунитета может стать мощной эффекторной стратегией, дополняющей традиционные подходы к профилактике и лечению ВИЧ. Важно отметить, что есть все больше доказательств того, что многие руки врожденного ответа играют как защитную, так и патогенную роль в ВИЧ-инфекции. Следовательно, понимание вклада, внесенного компонентами врожденного ответа хозяина в отношении заражения ВИЧ / распространением и контролем, является критической предпосылкой для использования врожденного иммунитета в разработке вакцин или микробицидов, так что соответствующие ответы могут быть нацелены на увеличение или уменьшение Модуляция. Существует также важная потребность в понимании механизмов, посредством которых инициируются врожденные реакции и опосредуют их активность, а также определять структурно-функциональные отношения отдельных врожденных факторов, чтобы их можно было выборочно использовать или ингибировать. Наконец, необходимо разработать стратегии для обеспечения модуляции врожденных функций и провести тщательное тестирование, чтобы обеспечить достижение желаемого уровня защиты без стимуляции иммунопатологических эффектов. Приоритетные области определены там, где есть возможности ускорить перевод последних достижений в понимании врожденного иммунитета в разработку усовершенствованных или новых стратегий вакцинации и микробицидов против ВИЧ-инфекции.

Рациональные подходы к разработке вакцины против ВИЧ до настоящего времени были сосредоточены главным образом на индукции вирус-специфических антител или ответов Т-клеток. Результаты крупномасштабных клинических испытаний иммуногенов, нацеленных на антитела и Т-клетки, дали в значительной степени неутешительные результаты [1,2], и хотя некоторая недолгосрочная защита наблюдалась в последнем исследовании III вакцины против ВИЧ-инфекции [3], механизм (ы) защиты недостаточно изучен. Таким образом, существует настоятельная необходимость в новых подходах к профилактике и терапии ВИЧ, которые будут дополнять и синергизировать с традиционными стратегиями, ориентированными на стимулирование адаптивных ответов.

Классическое применение врожденного иммунитета в конструкции вакцины было в адъювантной роли: врожденные иммунные реакции стимулируются во время вакцинации, чтобы способствовать индукции адаптивного ответа (-ов), способного опосредовать защиту при последующем заражении патогенами [4]. Необходимость лучшего понимания связей между врожденным и адаптивным иммунитетом и типа (ов) врожденного ответа, которая должна быть стимулирована первыми защитными ответами, особенно на участках слизистой оболочки, обсуждается в отдельном докладе [5]. Однако второе, более новое средство применения врожденного иммунитета в стратегиях профилактики (вакцина и микробициды) будет иметь эффективную способность: то есть стимулировать врожденные или адаптивные ответы, которые будут модулировать врожденные реакции, активируемые во время последующего воздействия патогенных микроорганизмов ( или способствовать) защите. В этом обзоре основное внимание уделяется возможностям применения стратегии последнего типа в разработке новых подходов к профилактике ВИЧ-инфекции.

Понимание вклада различных механизмов врожденного сопротивления хозяев и врожденные реакции на заражение ВИЧ и прогрессирование заболевания является важной предпосылкой для рационального проектирования новых профилактических и терапевтических стратегий, направленных на врожденный иммунитет: это будет способствовать выбору ответов на цели для восходящей или нисходящей модуляции путем вакцинации или микробицидов. Существует также важная потребность в понимании механизмов, посредством которых инициируются врожденные реакции, с тем чтобы их можно было выборочно использовать или ингибировать в разработке вакцин или микробицидов. Наконец, необходимо разработать стратегии для достижения желаемой модуляции врожденных функций и провести тщательное тестирование, чтобы обеспечить достижение желаемого уровня защиты без стимуляции иммунопатологических эффектов. Учитывая, что многие компоненты врожденного ответа опосредуют плейотропные функции и могут как ингибировать ВИЧ-инфекцию, так и оказывать иммуномодулирующие эффекты, которые могут усилить репликацию вируса, важно оценить, могут ли эти противоположные результаты быть разрезаны и сопоставлены функционально отличным эффекторным путям или сайтам в пределах с учетом растворимого фактора, тем самым обеспечивая основу для их селективной эксплуатации в профилактических или терапевтических стратегиях.

В следующих разделах обсуждается текущее понимание роли различных компонентов врожденного иммунитета в защите или патогенезе при ВИЧ-инфекции, а также о том, как стимулировать и регулировать активизацию врожденных реакций вместе с пробелами в знаниях и приоритетами исследований. Компоненты врожденного ответа рассматриваются в последовательности, в которой они могут быть использованы для борьбы с инфекцией: при заражении ВИЧ через слизистую оболочку; установлены локальные очаги инфекции; и при более распространенном распространении вируса (рис. 1).

Последовательность событий на этапах затмения и вирусного расширения острой ВИЧ-1 инфекции. За трансмиссией ВИЧ через слизистую следует фаза затмения ~ 10 дней, в течение которой в слизистой оболочке устанавливаются мелкие очаги инфекции, происходит локальная репликация вируса, а инфекция распространяется на локальные лимфоидные ткани, где происходит дальнейшее усиление вируса. Затем происходит более распространенное распространение вируса с инфицированием лимфатических узлов по всему телу, включая GALT, где происходят высокие уровни репликации вируса, что связано с экспоненциальным увеличением вирусных титров в плазме. Горизонтальная пунктирная линия указывает предел обнаружения многих анализов, обычно используемых для оценки титров ВИЧ в крови (~ 100 копий вирусной РНК / мл): время, в которое оно было превышено, составляет конец фазы затмения. Как показано, существует относительно короткое окно возможностей, в течение которого инфекция может быть потенциально заблокирована, искоренена или ограничена до того, как произойдет существенное истощение CD4 + Т-клеток, и стадия будет установлена ​​для последующего прогрессирования заболевания.

Наблюдение, что после гетеросексуальной передачи ВИЧ вирусные квазиспецифики, возникающие при острой инфекции, часто происходят из одного заражающего вириона [6], обеспечивает поддержку наличия надежных барьеров для заражения ВИЧ через слизистую оболочку половых органов. Эти барьеры частично физически (слизь, низкий уровень рН, целостность эпителия), но помимо этого существует ряд секретируемых факторов, присутствующих в слизистой оболочке половых органов, которые проявляют активность против ВИЧ (или обладают свойствами, повышающими инфекцию), многие из которых могут в свою очередь, модулируется ВИЧ-инфекцией. В широком смысле эти факторы делятся на две группы: (i) катионные пептиды и (ii) небольшие секретируемые белки. Помимо непосредственного воздействия на инфекционную активность ВИЧ, многие из этих факторов также опосредуют врожденную иммуномодулирующую активность и, следовательно, могут влиять на врожденные и адаптивные иммунные ответы более широко. Примеры включают пептид в сперме, названный сперматогенерирующим энхансером вирусной инфекции (SEVI), дефенсины, члены богатого цистеином семейства сывороточного кислотного белка (WAP) и интерферонов I типа (IFN).

Молекулярный способ действия многих из этих недавно выявленных факторов еще предстоит выяснить, с указанием из опубликованных данных, подчеркивающих существенное разнообразие потенции и способ взаимодействия с ВИЧ. Например, SEVI, небольшой семенной катионный пептид, усиливает ВИЧ-инфекцию in vitro в условиях, которые имитируют те, которые встречаются при половой передаче ВИЧ через образование амилоидных фибрилл, которые захватывают и фокусируют вирус на клетках-мишенях [7-9]. Понимание того, как этот самоагрегат этого пептида образует фибриллы амилоида, богатые β-листами, и то, как этот процесс может быть нарушен, может улучшить потенциал для снижения передачи ВИЧ.

Дефенсины также представляют собой небольшие катионные пептиды. Они продуцируются эпителиальными клетками и лейкоцитами и участвуют в борьбе с инфекцией с широким спектром бактерий, грибов и вирусов, включая ВИЧ [10]. Механизмы, предлагаемые вносить свой вклад в их деятельность по борьбе с ВИЧ, включают в себя прямую инактивацию вирионов, вмешательство в прикрепление / ввод через нарушение связывания gp120 с CD4, понижающую регуляцию корецепторов, индукцию β-хемокинов или ингибирование стадии слияния, регуляция репликации вируса на внутриклеточном уровне [11-16]. Некоторые α-дефенсины могут также усилить ВИЧ-инфекцию, способствуя проникновению вируса через неизвестный механизм [17]. Примечательно, что дефенсины также опосредуют иммуномодулирующие эффекты, действуя как хемоаттрактанты для Т-клеток, моноцитов и дендритных клеток (DCs) и регулируя клеточную активацию и продукцию цитокинов [18-22]. Эти иммуностимулирующие свойства дефенсинов могут способствовать усилению заражения ВИЧ-инфекцией за счет увеличения доступности чувствительных к инфекции клеток-мишеней на участках воздействия на слизистую оболочку. Независимо от того, преобладает ли активность дефенсинов в про-или анти-ВИЧ-инфекции in vivo, неясно, хотя местные повышения уровня α-defensin во время инфекций половых путей связаны с усилением заражения ВИЧ [17,23]. Анализ склонности различных дефенсинов к опосречению этих разнообразных видов деятельности и диссекции структурно-функциональных отношений может потенциально способствовать разработке микробицидов, которые выборочно используют ингибирующие ВИЧ свойства дефенсинов для снижения передачи ВИЧ через слизистую оболочку.

Сывороточные кислотные белки традиционно ассоциируются с широкой антимикробной активностью на порталах входа патогенов и, как установлено, находятся под сильным давлением отбора, что является признаком врожденного иммунитета [24]. Два из 18 членов семейства людей, секреторный ингибитор лейкоцитарной протеазы (SLPI) и Elafin проявляют активность против ВИЧ, что коррелирует с уменьшенной передачей вируса [25-28]; однако третий член, сывороточный кислотный белок с четырьмя дисульфидными ядрами 1 (WFDC1) / ps20, выраженный в нескольких тканях слизистой оболочки, усиливает ВИЧ-инфекцию [29]. SLPI оказывает анти-ВИЧ-эффект путем связывания с аннексином II (кофактором клеточной поверхности, который связывает фосфатидилсерин и способствует проникновению ВИЧ путем стабилизации слияния вируса за пределы рецептора / рецептора-рецептора ВИЧ) и ослабляет стабилизацию плавления с помощью аннексина II [27, 28]. Механизм, лежащий в основе антивирусного эффекта Элафина, который чрезмерно выражен в женских половых путях высокоопасных неинфицированных лиц, неизвестен [25]. WFDC1 / ps20 способствует инфекции методом, который появляется в соответствии с более фундаментальной биологической ролью этого фактора в продвижении клеточной адгезии и регуляции внеклеточного матрикса. Пс20-upregulation экспрессии CD54 и, возможно, других адгезионных антигенов и тетрасанинов, участвующих в образовании вирусологического синапса [30], постулируется в целях содействия переносу клеток без клеток и клеток-клеток ([30] и Вьякарнам и др., Представленные). Как ps20 регулирует клеточную адгезию, а ВИЧ-инфекция неизвестна. Помимо их способности регулировать ВИЧ-инфекцию, сывороточные кислые белки распознаются для их противовоспалительной активности, например. они способны подавлять липополисахарид (LPS) -стимулированное продуцирование цитокинов, таких как фактор некроза опухоли (TNF) α [30]; и ps20 может подавлять 3-опосредованную индукцию IFNα в клетках человека, что может способствовать его активности, повышающей инфекцию (Vyakarnam et al., неопубликованный). Было также отмечено, что SLPI подавляет индуцированную ферментом цитидиндезаминазу (AID) в эпителиальных клетках [31]. AID важна для редактирования рецепторов В-клеток и переключения класса иммуноглобулина (Ig) [32]. Эпителиальные клетки экспрессируют как AID, так и SLPI при измерении продуктов патогенов через TLR [31]. SLPI, в свою очередь, ослабляет активность AID посредством понижающей модуляции ядерного фактора (NF) -κB [31]. Молекулярные механизмы, которые лежат в основе этих функций кислотных белков сыворотки, неизвестны, но имеют первостепенное значение, особенно учитывая важность местной иммунной активации для усиления заражения ВИЧ и последующее значение системной иммунной активации в развитии репликации ВИЧ как во время ранняя и установленная инфекция (где повреждение связанной с кишечником лимфоидной ткани (GALT), ведущее к усиленной транслокации бактерий и увеличению циркулирующих уровней ЛПС, было признано существенной причиной продолжающейся иммунной активации [33,34]). Таким образом, поддержание циркулирующих уровней кислотных белков сыворотки важно для ограничения иммунной активации во время инфекции [35].

IFN типа I представляют собой врожденные цитокины, которые также обладают прямой анти-ВИЧ-активностью [36], и, как и многие из вышеперечисленных факторов, имеют множество других эффектов, включая регуляцию иммунной активации и клеточный апоптоз. Они опосредуют их плейотропную активность, связываясь с общим рецептором и вызывая различные внутриклеточные сигнальные каскады, которые приводят к усилению транскрипции регуляции IFN-стимулированных генов. Функции клетки-хозяина, регулируемые IFN типа 1, включают массив антивирусных механизмов, которые действуют для блокирования репликации ВИЧ на нескольких стадиях жизненного цикла вируса [37]. Таким образом, IFN типа 1 в секретах слизистой оболочки могут поддерживать «базовый» уровень устойчивости к ВИЧ в клетках на локальных участках вирусного облучения. Однако эти врожденные цитокины также обладают мощными иммуностимулирующими свойствами, способствуя активации и функциональному созреванию нескольких типов клеток, включая DC, макрофаги, клетки естественного киллера (NK) и Т-клетки [38]. Поскольку местная иммунная активация может усилить ВИЧ-инфекцию, наличие IFN типа 1 на участках слизистой оболочки также может иметь пагубные последствия. Что преобладает in vivo, в настоящее время неясно. Аналогично, индукция ИФН 1 типа после передачи ВИЧ, как инфекция, устанавливается и начинает распространяться, и ее производство на последующих стадиях инфекции также может иметь противоположные эффекты — это обсуждается ниже.

В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что врожденные иммунные медиаторы, присутствующие на локальных участках инфекции, могут оказывать существенное влияние на ВИЧ-инфекцию посредством физического взаимодействия с вирусом, конкурентного связывания с белками на поверхности клеток, инициирования сигналов, которые изменяют вседозволенность клеток-мишеней и / или иммуномодулирующей активности (рисунок 2). В настоящее время имеются значительные пробелы в нашем понимании молекулярных механизмов, лежащих в основе этих эффектов. Систематическое исследование зависимости структуры / функции этих факторов, разграничение их способа действия (где это необходимо, путем идентификации партнеров по связыванию / передаче сигналов, которые связывают иммунорегуляторную функцию с регуляторной активностью ВИЧ) и определения того, как ВИЧ регулирует экспрессию этих белков in vitro модельные системы имеют решающее значение. Кроме того, разработка конкретных анализов для точного измерения этих секретируемых врожденных факторов позволит оценить их регуляцию и структуру экспрессии в ткани слизистой оболочки во время острой и хронической инфекции. Вместе это обеспечит платформу для рассмотрения потенциальной эксплуатации этих врожденных иммунных медиаторов в новых профилактических или терапевтических стратегиях.

Противоположные эффекты растворимых факторов, присутствующих на местах слизистой оболочки ВИЧ-инфекции при передаче вируса и установлении инфекции. Как показано, растворимые факторы на участках слизистой оболочки могут опосредовать положительные эффекты, проявляя прямую противовирусную активность или уменьшая местное воспаление; и / или может опосредовать пагубные последствия путем усиления передачи вируса, непосредственно увеличивая ВИЧ-инфекцию клеток, рекрутируя клетки CD4 +-мишени или стимулируя местную иммунную активацию / увеличивая репликацию ВИЧ. Вакцины и микробициды должны быть разработаны, чтобы склонить равновесие в пользу полезных эффектов.

Человеческие клетки экспрессируют ряд белков, которые блокируют передачу ретровирусов по перекрестным видам [39]. Некоторые из этих рекреационных факторов вида, а именно: аполипопротеин B, комплекс каталитической субъединицы (APOBEC) 3G / F [40], трехсторонний мотив (TRIM) 5α [41] и тетеррин [42], демонстрируют широкие противовирусные эффекты в системах с избыточной экспрессией , Адаптация вируса-хозяина привела к появлению ВИЧ-специфических механизмов для противодействия действию этих факторов редукции сильных видов. Действительно, штаммы ВИЧ, обладающие репликацией, несут специфические связанные с вирусом аксессуарные гены, которые развились для противодействия активности APOBEC3G и тетирина против ВИЧ [43,44], тем самым обеспечивая их распространение в клетках человека. В настоящее время значительный объем исследований сосредоточен на понимании молекулярных механизмов, с помощью которых ВИЧ напрямую взаимодействует с этими рестрикционными факторами и преодолевает их противовирусные эффекты, которые могут иметь потенциальные последствия для разработки новых противовирусных препаратов. Эта область исследований выходит за рамки настоящего обзора.

Факторы ограничения ВИЧ конститутивно выражаются на базовых уровнях во многих типах клеток, но их экспрессия может быстро регулироваться IFN типа 1 [45-49]. Повышение регуляции этих факторов ограничения может объяснять значительную часть активности ВИЧ-1 в отношении IFN типа 1, хотя имеются данные, свидетельствующие о том, что «классические» антивирусные пути, индуцированные ИФН, также могут способствовать контролю репликации ВИЧ [44] , IFN типа 1 ингибируют репликацию ВИЧ как в CD4 + Т-клетках, так и в макрофагах, но их способность блокировать репликацию вируса в последних клетках гораздо более глубока [50]. В соответствии с этим следует отметить, что ВИЧ-инфекция макрофагов не вызывает индукцию IFN типа 1 [51] (считается, что это связано с отсутствием высокоуровневой экспрессии TLR7 или других рецепторов распознавания образов, способных распознавать ВИЧ и запускать тип 1 Производство IFN [52]); и что ВИЧ-инфекция CD4 + T-клеток связана с истощением интерферона-регуляторного фактора-3 (IRF-3), что ухудшает индукцию IFN через путь, индуцируемый ретиноевой кислотой I (RIG-I) [53]. Тот факт, что ВИЧ вряд ли запускает производство IFN типа 1 в инфицированных клетках, может быть отражением его потребности во избежание мощной противовирусной активности индуцированных IFN факторов ограничения ВИЧ.

Ключевой вопрос, который еще предстоит ответить, заключается в том, может ли повышенная экспрессия эндогенных факторов рестрикции предотвращать ВИЧ-инфекцию или ограничивать тиражирование вируса при острой / ранней инфекции. Интересно, что недавнее исследование показало, что экспрессию APOBEC3G можно модифицировать путем вакцинации. Ректальная мукозальная иммунизация макаков антигенами SIV и пептидами CCR5, связанными с белком теплового шока 70 кДа, показала прогрессирующее увеличение мРНК APOBEC3G в РВМС, которое поддерживалось в течение по меньшей мере 17 недель. Проблема слизистой оболочки с вирусом иммунодефицита обезьян (SIV) привела к значительному увеличению мРНК APOBEC3G в клетках CD4 + CCR5 + в кровообращении и дренировании подвздошных лимфатических узлов у иммунизированных животных (которые не заразились) по сравнению с не иммунизированными животными, что согласуется с связь между экспрессией APOBEC3G и защитой от инфекции [54]. Однако остается неясным, ограничивает ли увеличение экспрессии APOBEC3G ВИЧ-инфекцией как таковой или представляет собой суррогатный маркер индукции IFN, который опосредовал его эффекты с помощью различных механизмов. Этот вопрос имеет важное значение в контексте понимания и использования врожденных иммунных эффекторных механизмов в терапевтических стратегиях. Недавнее исследование в модельной модели мыши показало, что подавление IFN, опосредованное IFN, репликацией вируса гепатита B (которое также чувствительно к противовирусным эффектам APOBEC3) не зависит от экспрессии APOBEC3 [55]. Системный анализ регуляции рестрикционных факторов врожденными иммунными медиаторами, такими как IFN и сывороточные кислые белки, в сочетании с функциональными исследованиями ВИЧ-инфекции в клетках человека, обработанными врожденными иммунными медиаторами, в которых ограничивающие факторы были отключены с помощью siRNA-опосредованных методов нокдауна, обеспечит лучшее понимание роли, которую факторы ограничения ВИЧ играют роль в врожденном иммунитете к инфекции ВИЧ-1.

Низкая эффективность гетеросексуальной передачи ВИЧ может быть связана не только с физическими и иммунологическими барьерами на заражении на поверхностях генитальных слизистых оболочек (см. Выше), но и с трудностями, с которыми сталкивается вирус при создании начальных очагов инфекции на локальном сайте слизистой оболочки и проходящих последующего распространения. Полное понимание ранних взаимодействий клеток-хозяев-хозяев, которые имеют место при заражении, и роль локальных врожденных ответов при блокировании или усилении первоначальной репликации вируса, имеет первостепенное значение, позволяющее разрабатывать профилактические стратегии для вмешательства на этой критической стадии заражения, когда окно возможности для уничтожения вируса все еще открыты.

Первые клетки, с которыми вирус взаимодействует на слизистой оболочке половых органов, могут включать DC, макрофаги и CD4 + Т-клетки. Предполагается, что обычные DCs в подслизистой среде, экспрессирующие C-тип лектин-дендритный клеточно-специфичный, межклеточный адгезионный молекула-неинтегрин (DC-SIGN), играют ключевую роль в распространении ВИЧ-инфекции в CD4 + Т-клетках из-за их способности для захвата и интернализации вирионов через DC-SIGN и опосредующей транс-инфекцию CD4 + Т-клеток, либо на месте заражения слизистой оболочки, либо после миграции в дренирующие лимфоидные ткани. Некоторые макрофаги в тканях слизистой оболочки также выражают DC-SIGN и, хотя они не мигрируют в лимфатические узлы, могут способствовать локальной передаче ВИЧ на CD4 + Т-клетки [56]. ВИЧ-взаимодействие с DC-SIGN также имеет ряд других важных последствий. Он стимулирует связанный с лейкемией активатор Rho-гуанинового нуклеотида (LARG), индуцированный Rho-GTPase, который способствует образованию синапсов вирус-Т-клеток и увеличивает репликацию вируса [57]. Это также приводит к активации Raf-1, который вместе с TLR8-стимулированной активацией NF-κB необходим для того, чтобы ВИЧ мог реплицироваться в DCs [58]. LARG-индуцированная активация Rho-GTPase и активация Raf-1 также обладают иммуномодулирующими эффектами, первая из которых вызывает понижающую регуляцию молекул класса II гистосовместимости (MHC) и генов IFN-ответа в моноцитарных DC-доменах [57], а последняя модулирует ответ цитокина, индуцированный после лигирования TLR, особенно увеличивая продукцию провоспалительных цитокинов [59]. При связывании с рецепторами распознавания образов (PRR), включая DC-SIGN, ВИЧ-1 может одновременно достигать усиления, распространения и подрыва иммунного ответа хозяина для дальнейшего его тиражирования и распространения.

Ячейки Лангерганса, расположенные в эпителии слизистой оболочки, экспрессируют альтернативный рецептор захвата, Лангерин. В отличие от вирионов, захваченных DC-SIGN, ВИЧ-1, захваченный Лангерином, интернализуется в гранулы Бирбека и деградирует [60]. В отличие от DC-SIGN + cDCs в субэпителии, клетки Лангерганса могут, таким образом, приводить к разминированию захваченных вирионов, а не опосредовать передачу ВИЧ в Т-клетки. Однако, если клетки Лангерганса активированы, например, как следствие локальной инфекции с другими патогенами, они опосредуют трансфекцию, а не разрушение вирионов [61]. Имеются также данные о наличии дополнительных рецепторов захвата ВИЧ, функции которых менее понятны [62]. Лучшая характеристика полного набора рецепторов, экспрессируемых клетками Лангерганса и подслизистых DC (а также других подколей cDC и макрофагов) и их роли в опосредовании разрушения вириона, трансфекции и внутриклеточной сигнализации для модуляции функций DC, является областью, важной для будущей работы ,

Известно, что приобретение ВИЧ-инфекции усиливается наличием других инфекций, передающихся половым путем. Активация клеток Лангерганса может быть только одним из нескольких задействованных механизмов, в том числе нарушениями физического барьера слизистой оболочки к инфекции, наличием в субэпителии большего количества нормальных клеток CD4 + T-клеток, макрофагов и DC, а повышенное состояние активации этих клеток. В состоянии покоя малость CD4 + Т-клеток в подслизистой может быть одним из факторов, ограничивающих создание очагов ВИЧ-инфекции. Недавние исследования в модели макаки SIV предположили, что продуцирование макрофагального воспалительного белка (MIP) -3α на участках заражения слизистой оболочки может привлекать плазмоцитоидные (p) DC и другие воспалительные клетки, которые, в свою очередь, помогают набирать дополнительные CD4 + Т-клетки через продуцирование хемокинов таких как MIP1α и β [63]. Эти пути являются потенциальными целями для стратегий вмешательства и требуют дальнейшего изучения. Будучи мощными источниками производства IFN типа 1, pDC также обладают способностью бороться с репликацией ВИЧ на локальных участках заражения. Также важны противоположные роли pDC в ограничении и потенцировании исходной репликации вируса и факторы, которые определяют, какая из этих видов деятельности преобладает, включая роль передачи сигналов ВИЧ через TLR и другие рецепторы распознавания образов и то, как это влияет на функции pDC.

DCs играют ключевую роль в организации врожденных и адаптивных ответов, реагируя на наличие инфекции, инициируя производство растворимых факторов и участвуя в перекрестных помехах с другими типами клеток, чтобы индуцировать и регулировать иммунный ответ, который будет опосредовать контроль патогенов с минимальной иммунопатологией , Учитывая центральную роль DC в иммунной реакции хозяина, многие вирусы нарушают функции DC, чтобы способствовать их сохранению in vivo. ВИЧ не является исключением: он использует подмножества постоянного тока не только для облегчения первоначального заражения и распространения локального вируса, как описано выше, но также для улучшения системной репликации вируса и нарушения контроля над инфекцией у хозяина.

Было обнаружено, что ВИЧ может заразить как cDCs, так и pDC, и было установлено, что он инициирует инфекцию в обоих подмножествах DC более эффективно, чем в других типах клеток (включая макрофаги и CD4 + Т-клетки) in vitro [64]. Однако частота инфицированных ДК, продуцирующих вирус, является низкой, вероятно, из-за того, что DCs выражают факторы ограничения ВИЧ, например. производные от моноцитов, выражают APOBEC3G / 3F, уровни которых регулируются по мере их созревания [65]. Тем не менее, хотя DC, вероятно, не являются основным сотовым сайтом для производства ВИЧ, они способствуют системной репликации ВИЧ двумя важными способами. Во-первых, они опосредуют передачу инфекции в CD4 + Т-клетки, в частности, к антигенспецифическим CD4 + Т-клеткам, с которыми они взаимодействуют [66], что одновременно приводит к усилению вируса и нарушению специфического для ВИЧ CD4 + Т-клеточного ответа. cDCs могут быть особенно важны в этом отношении, поскольку, несмотря на то, что pDC переносят ВИЧ на CD4 + Т-клетки, они также продуцируют IFN типа 1, которые блокируют репликацию вируса в Т-клетках [67]. Во-вторых, DC, активированные ВИЧ, стимулируют высокий уровень генерализованной иммунной активации, который обеспечивает активированные клетки-мишени, необходимые для оптимальной диссеминированной репликации ВИЧ. Важность этого все более ценится.

Исследования in vitro показали, что pDCs очень быстро активируются после контакта с ВИЧ, повышают активность MHC и костимулирующих молекул, производя высокие уровни IFN типа 1 и других цитокинов и приобретая повышенную способность к стимуляции Т-клеток [68]. ВИЧ стимулирует активацию pDC процессом, который включает эндоцитоз вирионов после связывания с CD4 и CCR5 и последующим лигированием TLR7 с помощью РНК ВИЧ [68]. Напротив, cDCs не подвергаются аналогичной функциональной активации при воздействии ВИЧ, несмотря на то, что они могут связывать ВИЧ через CD4 и CCR5, а также экспрессировать TLR7 и активируются агонистами TLR7, включая последовательности РНК ВИЧ [69]. Причины этого не полностью поняты, но ВИЧ может быть направлен в разные внутриклеточные компартменты в cDC и / или активация cDC может блокироваться сигналами, передаваемыми через PRR, отличные от TLR7. Несмотря на то, что ВИЧ-инфекции непосредственно не активируются ВИЧ-инфекцией, они, тем не менее, подвергаются созреванию наблюдателей в присутствии ВИЧ-инфицированных pDC [70]. Эти результаты in vitro прогнозируют быструю широкомасштабную активацию pDC и последующее созревание cDCs, когда происходит системное распространение ВИЧ: картина, которая хорошо согласуется с наблюдениями, сделанными in vivo.

Увеличение вирусных титров плазмы при острой инфекции ВИЧ-1 (AHI) связано с упорядоченной последовательностью возвышений в системных уровнях множественных цитокинов и хемокинов [71]. Самые ранние системные повышения цитокинов включают быстрое и кратковременное повышение уровней IFNα и интерлейкина (IL) -15 в плазме, быстрое, но более устойчивое увеличение TNFα и несколько более медленное, но также более устойчивое увеличение IL-18, сопровождающееся возвышениями в нескольких других провоспалительных цитокинов / хемокинов и позднего пика роста IL-10 [71]. Первоначальная картина возвышений цитокинов согласуется с системной активацией pDC для продуцирования IFNα, IL-15 и TNFα по мере распространения виремического ВИЧ-инфекции с последующим инициированием образования TNFα и IL-18 cDC и индукцией дальнейшего провоспалительного цитокина / хемокинов другими типами клеток (рис. 3). Подтверждаются клеточные источники продукции острой фазы цитокинов и роль pDC в инициировании оструй цитокиновой бури; но быстрое включение циркулирующих DCs в качестве виремического распространения ВИЧ также предполагает заметное снижение числа цирулирующих pDC и cDC, которое происходит до пика ВИЧ-виремии [72]. Исследования резус-макак, остро инфицированных SIV, свидетельствуют о том, что это связано с миграцией активированных pDCs в лимфатические узлы [73], где они подвергаются смерти вследствие активации, инфекции и / или воздействия проапоптотических сигналов [74]. Накопление ЦРС с частично активированным фенотипом в лимфоидных тканях также наблюдалось в AHI [75]. Примечательно, что увеличение вирусных титров плазмы в острой фазе вирусных инфекций вируса гепатита В и С не сопровождается высокими значениями уровней ИФН в циркулирующем типе 1 и индукцией системной цитокиновой шторма, эквивалентной той, которая наблюдается в AHI [71 ]. HCV не стимулирует pDCs для получения высоких уровней IFN типа 1 in vitro и нарушает их реакцию на лигирование TLR7 и TLR9 [76,77]. Это резко контрастирует с выраженной pDC-стимулирующей способностью ВИЧ и будет поддерживать ключевую роль последнего в индукции реакции флоридной системной цитокины, наблюдаемой в AHI.

Диаграмма для иллюстрации кинетики активации системных врожденных ответов при острой инфекции ВИЧ-1. Экспоненциальное увеличение вирусных титров плазмы (красная линия) связано с возвышениями циркулирующих уровней множественных цитокинов и хемокинов (цветные линии), которые, вероятно, отражают системную активацию pDCs, cDCs, макрофагов, NK-клеток и других типов клеток.

Учитывая способность IFN 1-го типа ингибировать репликацию ВИЧ in vitro (обсуждается выше), представляется вероятным, что эти противовирусные цитокины также способствуют контролю репликации ВИЧ in vivo, хотя степень, в которой они ограничивают острый вирусный взрыв и механизмы посредством которые они посредничают в этом, являются важными вопросами, требующими расследования. В дополнение к их противовирусным эффектам IFN 1 типа и другие врожденные цитокины, такие как IL-15, также обладают мощными иммуностимулирующими свойствами, опосредуя иммунную активацию как прямо, так и косвенно (посредством индукции других циокинов / хемокинов) — следовательно, они могут способствовать контролю репликации вируса косвенно, путем активации других защитных иммунных ответов. Однако они могут одновременно действовать для усиления репликации ВИЧ, стимулируя широко распространенную иммунную активацию; далее, IFN 1 типа способствуют апоптозу, поэтому они также могут способствовать снижению CD4 + Т-клеток при ВИЧ-инфекции [78]. Какое из этих видов деятельности преобладает in vivo, остается неясным — хотя тот факт, что ВИЧ не развился, чтобы избежать или ингибировать активацию pDC, свидетельствует о том, что в балансе раннее врожденное производство цитокинов и последующая иммунная активация могут быть выгодными для репликации вируса. В подтверждение этого, введение IL-15 макакам резуса во время острой фазы инфекции SIV привело к усилению NK-клеток и SIV-специфических ответов CD8 + Т-клеток при пиковой виремии и уменьшению числа SIV-инфицированных клеток в лимфе но, несмотря на это, установление более высоких вирусных нагрузок и усиление прогрессирования заболевания [79]. Недавнее исследование показало, что pDCs из женщин производят больше IFNα после стимуляции TLR7-лигандами, полученными из РНК ВИЧ, чем pDCs у мужчин [80]. При раннем заражении ВИЧ-1 вирусные нагрузки у женщин, как правило, ниже, чем у мужчин, но у пациентов с хронической инфекцией с данной вирусной нагрузкой женщины, как правило, развиваются быстрее, чем мужчины. Таким образом, возможно, что производство цитокинов pDC может иметь благоприятные эффекты на ранних стадиях инфекции, но впоследствии способствовать прогрессированию заболевания, хотя другие различия в отношении секса также могут способствовать этим различиям в контроле ВИЧ [80].

Анализ степени и кинетики индукции ИФН 1-го типа и иммунной активации, стимулированных во время инфекций SIV их естественных хозяев приматов, не относящихся к человеку, которые в отличие от ВИЧ-инфекции у людей обычно не приводят к развитию СПИДа, также помогли выявить что может способствовать более защитным и патогенным аспектам раннего иммунного ответа. Большинство исследований показывают, что активация pDC, образование IFN типа 1 и иммунная активация происходят в острой фазе как патогенных, так и непатогенных инфекций SIV, но непатогенные инфекции отличаются тем фактом, что острая фазовая иммунная активация разрешается очень быстро даже хотя значительная репликация вируса продолжается после перехода на хроническую инфекцию [81-85]. В отличие от ВИЧ-инфекции и патогенных инфекций SIV установлено хроническое состояние иммунной активации, уровень которого предсказывает последующую скорость прогрессирования заболевания [86-88]. Примечательно, что устойчивое выведение TLR7 у мышей индуцирует хроническую иммунную активацию и прогрессирующее нарушение лимфоидной системы, сходное с тем, что наблюдается при ВИЧ-инфекции [89]. В дополнение к разнице в продолжительности иммунной активации при патогенных и непатогенных инфекциях некоторые исследования также показывают, что степень активации pDC и уровень производства IFN типа 1 в острой фазе инфекции могут быть связаны с последующим прогрессированием заболевания [ 90,91]. Идентификация механизмов, ответственных за более ограниченную и / или более быстро регулируемую иммунную активацию при непатогенных инфекциях SIV (которые могут включать иммуномодулирующие механизмы хозяина [92] и / или эффекты конкретных вирусных белков [93]), является важным приоритетом для будущих исследований.

Хотя ВИЧ стимулирует активацию pDC, и, следовательно, способствует состоянию генерализованной иммунной активации, что позволяет широко распространять вирусную репликацию высокого уровня, увеличение доказательств свидетельствует о том, что оно также изменяет функции pDC и cDC, чтобы одновременно уменьшать или ослаблять активацию вирусной Т-клетки ответы. Несмотря на то, что ВИЧ-инфекции непосредственно не активируются ВИЧ, воздействие ВИЧ ухудшает их созревание в ответ на другие стимулы и способствует продуцированию IL-10 и индукции регуляторного ответа T (Treg) [94]. Кроме того, когда ВИЧ активирует pDC, он стимулирует выработку индоламина 2,3-диоксигеназы (IDO) [95]. ВИЧ-стимулированные pDC индуцируют дифференцировку наивных CD4 + T-клеток в клетки Treg с подавляющими функциями через IDO-зависимый механизм [96]. Было показано, что активность IDO повышается одновременно с образованием IFNα и накоплением pDC в лимфатических узлах во время острой инфекции SIV в макаках и отрицательно коррелирует с SIV-специфической пролиферацией CD4 + T-клеток [73]. Однако следует определить, в какой степени это происходит во время острой фазы ВИЧ-инфекции и ее влияние на ответ на Т-клеточный ВИЧ-инфекцию. Также важно проанализировать пути, с помощью которых ВИЧ опосредует эти изменения в функциях постоянного тока, так что стратегии могут быть разработаны для их блокировки. Другой важный вопрос заключается в том, в какой степени нарушения in vivo в DC-T-клеточных взаимодействиях можно преодолеть путем предварительного заражения ВИЧ-специфическими ответами Т-клеток.

NK и NKT-клетки являются врожденными популяциями лимфоцитов, которые могут быстро активироваться в ответ на инфекцию и способны опосредовать мощные эффекторные и иммунорегуляторные функции. Таким образом, они требуют рассмотрения в разработке вакцины против ВИЧ, где модуляция событий, происходящих на самых ранних стадиях инфекции, имеет первостепенное значение. Таким образом, лучшее понимание реакций клеток NK и NKT, активированных после ВИЧ-инфекции, и их вклад в борьбу с репликацией вируса и / или иммунопатологической иммунной активацией, является, таким образом, приоритетом.

В AHI периферическая кровь NK-клетки активируются и увеличиваются по частоте по мере возникновения острого всплеска вирусной репликации до максимального расширения CD8 + T-клеток [97]. NK-клетки также проявляют повышенную активность ex vivo (дегрануляция и продуцирование цитокинов) в это время, свойство, которое сохраняется во время ранней инфекции. Интересные изменения происходят в составе подмножества NK-клеток периферической крови во время AHI. Частота CD56bright (регуляторных) NK-клеток снижается (возможно, частично от вербовки в лимфатические узлы), в то время как частота CD56dim (эффекторных) NK-клеток увеличивается [97]. Примечательно, что в популяции эффекторного NK также наблюдается избирательное увеличение частоты клеток, экспрессирующих активирующий рецептор KIR3DS1 у индивидуумов, которые совместно экспрессируют молекулы HLA класса I с мотивом HLA-Bw480I, предполагаемый лиганд класса I для KIR3DL1 / S1 [ 98]. Механизмы, участвующие в селективном расширении / выживаемости клеток KIR3DS1 + NK в острой и ранней инфекции, еще предстоит определить, но имеют важное значение с точки зрения дизайна вакцины.

Все больше доказательств того, что NK-клетки вносят значительный вклад в сдерживание репликации вируса у ВИЧ-инфицированных людей. NK-клетки способны контролировать репликацию ВИЧ in vitro; и наблюдение, что ВИЧ развил стратегии модуляции экспрессии лиганда на поверхности клеток, которые он заражает, чтобы свести к минимуму как активацию CD8 + Т-клеток, так и NK-клеток, но максимизировать ингибирование NK-клеток, свидетельствует о том, что NK-клетки также опосредуют противовирусную активность in vivo [99,100] , Примечательно, что KIR3DS1 + NK-клетки являются особенно мощными ингибиторами репликации ВИЧ в HLA-Bw480I-позитивных клетках-мишенях in vitro [101]. Генетические исследования также обеспечивают поддержку роли клеток KIR3DS1 + и KIR3DL1 + NK в контроле репликации ВИЧ in vivo: было обнаружено, что совместная экспрессия HLA-Bw480I с KIR3DS1 или некоторыми ингибирующими аллелями KIR3DL1 связана с низкореактивной виремией в раннем ВИЧ-инфекции, а также с задержкой прогрессирования заболевания [102-104]. Сообщалось также об ассоциациях между аллелями KIR3DL и вирусными нагрузками в SIV-инфицированных макаках резуса [105]. NK-клетки также могут помочь опосредовать резистентность к ВИЧ-инфекции, поскольку сообщалось о повышенной активности NK-клеток у ВИЧ-инфицированных, серонегативных индивидуумов [106,107], что, как полагают, связано с балансом активации / ингибирующей рецепторной экспрессии на их NK-клетках [108109]. Хотя эти исследования дают первоначальное указание на то, что NK-клетки обладают эффекторной активностью против ВИЧ, которая может иметь потенциал для разработки в разработке вакцины против ВИЧ, существует много важных вопросов, на которые еще предстоит ответить.

Во-первых, почему некоторые NK-клетки, например, те, кто экспрессирует KIR3DS1 или некоторые аллотипы KIR3DL1, по-видимому, особенно защищают при ВИЧ-инфекции? Если бы были поняты причины этого, можно было бы разработать стратегии для индукции NK-клеток у людей, которые не экспрессируют эти рецепторы или их лиганды, чтобы лучше контролировать репликацию ВИЧ (например, путем модуляции передачи сигналов через другие рецепторы для имитации эффектов защитные КИР). Предполагается, что активирующий рецептор KIR3DS1 взаимодействует со специфическим лигандом на ВИЧ-инфицированных клетках, что приводит к эффективному запуску эффекторных функций. Однако характер этого лиганда и причины эффективности стимуляции NK через KIR3DS1 остаются неясными. Могут ли быть определены ВИЧ-инфицированные клетки для экспрессии лигандов для других активирующих КИР. KIR3DL1 является ингибирующим рецептором и предположительно действует во время развития NK-клеток / функционального созревания, чтобы NK-клетки могли приобретать особенно мощные эффекторные функции. В соответствии с этим клетки KIR3DL1 + NK от субъектов HLA-Bw480I сильно реагируют на стимуляцию HLA-дефицитными клетками in vitro [110]. Однако процессы, участвующие в развитии / созревании NK-клеток, до конца не поняты, а действие KIR3DL1 и возможные подходы к имитации требуют дальнейшего изучения.

Во-вторых, хотя недавние исследования начали давать представление о системной активации NK-клеток при ВИЧ-инфекции, относительно мало известно о популяциях NK-клеток, присутствующих в других местах, таких как слизистая оболочка половых органов, кишечный и лимфатический узлы, а также роли они могут играть в борьбе с локальной репликацией ВИЧ и / или опосредовать иммунопатологические эффекты. Особый интерес представляет недавно описанная IL-22-продуцирующая NK-популяция в кишечнике, которая может играть важную роль в защите слизистой оболочки и местной иммунорегуляции [111].

В-третьих, важно понять, обладают ли NK-клетки иммунопатологическими эффектами в дополнение к их предполагаемым защитным функциям при острой и ранней ВИЧ-инфекции. NK-клетки могут способствовать иммунопатологическому разрушению Т-клеток CD4 +, например. Была предложена роль NK-44-экспрессирующих NK-клеток в опосредованном лиззе неинфицированных CD4 + Т-клеток, экспрессирующих лиганд NKp44, индуцированный пептидом gp41 [112]. NK-клетки также могут стимулировать иммунную активацию через прямые или косвенные механизмы, следовательно, усиливая репликацию и распространение вируса. Наблюдение за тем, что индивидуумы с KIR, закодированные на группе B гаплотипов KIR (которые содержат несколько активирующих KIR), подвергаются более быстрому прогрессированию заболевания при хронической ВИЧ-инфекции, чем субъекты, у которых только KIR, закодированные в группе гаплотипов KIR [113], будут согласованы с соединением между более высокими уровнями активации NK и продвижением репликации вируса. Кроме того, при ранней ВИЧ-инфекции более высокие уровни функциональной активности NK-клеток наблюдаются в KIR3DS1 + по сравнению с индивидуумами KIR3DS1, независимо от экспрессии HLA-Bw480I [114]; и, несмотря на то, что субъекты, которые выражают как KIR3DS1, так и HLA-Bw480I, постепенно продвигаются к СПИДу, гомозиготность KIR3DS1 в отсутствие экспрессии HLA-Bw480I связана с ускоренной прогрессией заболевания [104]. Это может означать, что если эффекторная активность клеток KIR3DS1 + NK специфически нацелена на инфицированные ВИЧ клетки (через распознавание HLA-Bw480I-зависимого лиганда), они могут способствовать контрольной репликации вируса, тогда как если клетки KIR3DS1 + активируются исключительно в » прохожий «, они могут преимущественно опосредовать генерализованную иммунную активацию, усиливая прогрессирование болезни. Анализ важности in vivo опосредуемых NK-клетками иммунопатологических эффектов, механизмов их опосредования и основного подмножества (я) NK-клеток является приоритетом для будущей работы. Эта информация определит возможность разработки стратегий вакцинации для стимуляции защитных, но не иммунопатологических ответов NK, или для ослабления иммунопатологической активности, связанной с NK-клетками [115].

NKT-клетки являются врожденными лимфоцитами со свойствами как NK-клеток, так и Т-клеток, например. они экспрессируют как рецептор Т-клеток, так и маркеры, характерные для NK-клеток. Некоторые NKT-клетки экспрессируют относительно инвариантные TCR, которые взаимодействуют с лигандами, представленными неклассической молекулой класса CD1d, в то время как другие (обычно определяемые как CD3 + CD56 + лимфоциты у людей) экспрессируют гораздо более широкий диапазон TCR, которые взаимодействуют с лигандами, представленными классическим классом I.

Относительно мало известно об ответах NKT-клеток при острой и ранней ВИЧ-инфекции и о роли, которую эти клетки могут играть в защите и / или иммунопатологии. CD3 + CD56 + NKT-клетки могут способствовать контролю репликации ВИЧ, опосредуя цитолиз инфицированных клеток и / или путем продуцирования β-хемокинов и других растворимых факторов; и оба CD3 + CD56 + и инвариантные NKT-клетки могут опосредовать иммунорегуляторные эффекты, которые способствуют инициированию / усилению ВИЧ-специфических иммунных реакций. И наоборот, NKT-клетки также могут опосредовать пагубные эффекты посредством стимулирования иммунной активации и репликации вируса. Недавние исследования показали, что при остром SIV [116], а также острой ВИЧ-инфекции (Lavender, Borrow et al, unpublished) частота циркулирующих клеток CD4 + NKT снижается, вероятно, как следствие вирусной инфекции, в то время как клетки CD8 + NKT увеличиваются по частоте, потенциально в результате антиген-управляемого расширения. Идентификация лигандов, распознаваемых клетками NKT на ВИЧ-инфицированных клетках, является приоритетной задачей для будущих исследований, а также дальнейшим анализом потенциала использования этих клеток в роли исполнителей в разработке вакцины против ВИЧ.

Как обсуждалось выше, все больше понимается важная роль, которую играют врожденные ответы как в пропаганде, так и в подавлении передачи ВИЧ, создании, распространении и усилении инфекции и уровне, на котором впоследствии содержится вирусная репликация (таблица 1). Несмотря на то, что по-прежнему требуется значительная работа для определения того, какие именно компоненты врожденного ответа были бы желательными для повышения или понижения модуляции, чтобы обеспечить устойчивость или более эффективный контроль репликации ВИЧ, важно, чтобы также уделялось внимание еще более сложная задача разработки стратегий, посредством которых модуляция выбранных врожденных ответов может быть достигнута путем вакцинации или микробицидов.

Примеры защитных и патогенных эффектов, опосредуемых врожденными ответами на разных стадиях острой и ранней инфекции ВИЧ-1

Простейшим методом использования врожденных защитных средств для контроля репликации ВИЧ было бы прямое введение врожденных противовирусных эффекторных молекул или их защитных компонентов профилактически в форме микробицидов или терапевтически на системном уровне. Подобным же образом защита также может быть обеспечена путем прямого введения агентов, способных блокировать активность врожденных путей, которые способствуют репликации ВИЧ. Например, рекомбинантные формы активных компонентов WAP, такие как SLPI и Elafin, которые связаны с уменьшенной передачей ВИЧ, потенциально могут быть использованы в качестве микробицидов или терапевтических агентов; в то время как блокирование активности WFDC1 / ps20, которое способствует распространению ВИЧ, с моноклональными антителами или антагонистами пептидов может представлять собой «антииммунопатологическую» стратегию.

Расширением этого подхода было бы прямое управление веществами, которые, как известно, модулировали эффекторную активность врожденных подмножеств. Например, ВИЧ-специфические моноклональные антитела, которые, как известно, вызывают реакции, связанные с антителозависимым клеточно-опосредованным вирусным ингибированием (ADCVI) NK-клетками, макрофагами или другими эффекторными клетками, могут вводиться местно в рамках стратегии микробицидов или быть терапевтически введены при ранней ВИЧ-инфекции — подход, подтвержденный наблюдением, что способность одного ВИЧ-специфического антитела b12 для обеспечения пассивной защиты в модели заражения вирусом макаки влагалища / вируса иммунодефицита человека (SHIV) частично зависела от способности CD16-связывания [117] , И наоборот, противовоспалительные агенты могут быть включены в состав микробицидных препаратов для снижения локальной иммунной активации, что связано с передачей ВИЧ.

Поскольку концепция использования вакцин для стимулирования производства специфических антител и популяций Т-клеток памяти является общепринятой, наиболее простой подход к разработке врожденных иммуномодулирующих вакцин может заключаться в разработке вакцин для первичных адаптивных ответов, которые будут модулировать врожденные эффекторные функции в инфицированных людей. Например, могут быть разработаны вакцины для стимуляции ВИЧ-специфических антител, способных опосредовать ADCVI. Примечательно, что в анализе вакцины Vax 004 наблюдалась обратная корреляция между титрами антител к сыворотке ADCVI и частотой инфицирования ВИЧ [118]. Альтернативно, вакцины могут использоваться для вызывания антител, которые блокируют взаимодействие рецептор-лиганд, которые имеют иммунопатологические последствия — например, взаимодействие лиганда NKp44 с NKp44 на NK-клетках.

Другая возможность может заключаться в разработке вакцин или микробицидов, которые могут расширить популяции регуляторных T (Treg) клеток, которые будут ослаблять иммунную активацию у ВИЧ-инфицированных лиц и уменьшать репликацию и распространение вируса. В одном из исследований было показано, что CD4 + CD25high T-клетки, которые продуцируют IL-10 специфическим образом HIVp24 и могут подавлять пролиферацию CD4 + CD25-T-клеток, специфичных к HIVp24, in vitro, могут быть обнаружены на ранней стадии после инфицирования ВИЧ [119], что предполагает что ВИЧ-специфическая активность Treg может быть индуцирована (по крайней мере, в контексте ВИЧ-инфекции). Кроме того, наблюдалась отрицательная корреляция между частотами CD4 + CD25high T-клеток и частотой активированных (HLA-DR +) CD4 + T-клеток при ранней инфекции [119], хотя это отражало защитный эффект клеток Treg или просто их сохранение в контекст более низкой иммунной активации при острой / ранней инфекции не определялся. Тем не менее это остается интересной областью для будущих исследований.

Более радикальная концепция заключалась бы в использовании вакцин для непосредственного модуляции врожденных подмножеств / активности. Одним из свойств, классически считающихся отличительными врожденными и адаптивными ответами, является то, что у первых нет памяти: но недавние исследования оспаривали эту точку зрения, доказывая, что ответы NK-клеток могут проявлять признаки, характерные для адаптивных ответов, включая «память» [120-122]. В одном из исследований было продемонстрировано сохранение повышенной частоты легко вызываемых NK-клеток, несущих вирус-специфический рецептор после инфицирования в мышиной модели цитомегаловируса, и показали, что клетки NK-памяти памяти способны обеспечить защиту при приемном переносе [121]. Хотя доказательств подобных «памяти» ответов NK у людей в настоящее время не хватает, и многие вопросы по-прежнему остаются ответом (например, как генерируется и поддерживается память NK-клеток и как долго это продолжается), эти исследования тем не менее поднимают захватывающую перспективу, что это может быть возможно расширить популяции легко вызываемых ВИЧ-реактивных NK-клеток путем вакцинации. Другим, возможно, менее гипотетическим вариантом может быть включение первичных ВИЧ-специфических NKT-клеток для обеспечения защиты от инфекции. Однако, как обсуждалось выше, это потребовало бы лучшего понимания активности, опосредованной клетками NKT при ВИЧ-инфекции, а также лигандов, распознаваемых этим врожденным подмножеством ВИЧ-инфицированных клеток.

Другим механизмом, с помощью которого вакцины могли бы вызывать длительные изменения в врожденных ответах, которые не требовали бы существования врожденной памяти, было бы, если бы вакцина сохранялась и обеспечивала источник непрерывной или повторной стимуляции. Существует целый ряд потенциальных препятствий для этого подхода, поскольку хроническая стимуляция может иметь пагубные последствия для иммунных функций; также поддержание обобщенного состояния иммунной активации может усилить приобретение / репликацию ВИЧ. Однако возможность предоставления прерывистого стимула для сохранения избирательных врожденных ответов на повышенном уровне остается заслуживающим внимания с осторожностью.

Учитывая потенциал (обсуждаемый в предыдущих разделах) для врожденных ответов на опосредующие иммунопатогенные эффекты при острой / ранней ВИЧ-инфекции, критически важно, чтобы стратегии вакцинации, предназначенные для обеспечения защиты посредством модуляции врожденных ответов, тщательно тестировались для определения полного спектра врожденных функций измененный и потенциальный для пагубных последствий. Это особенно важно, когда предпринимается попытка модуляции врожденных реакций на участках слизистой оболочки, с учетом документированной способности индуцированной микробицидами модуляции локальной иммунной активации для усиления заражения (обзор в [123]).

Эффекты новых врожденных реакционно-способных стратегий вакцинации в идеале должны быть протестированы на моделях вирусов иммунодефицита приматов, отличных от человека, до введения в организм человека. Имея это в виду, важно, чтобы были разработаны реагенты, подходящие для анализа врожденных ответов у нечеловеческих приматов, и естественные реакции, естественно активируемые в ответ на характер инфекции вируса иммунодефицита. Хотя работа, проведенная до настоящего времени в SIV-инфицированных макаках резуса, указывает на то, что существует много параллелей между врожденными реакциями, активируемыми здесь, и при острой инфекции ВИЧ-1, также могут быть некоторые критические межвидовые различия, которые могут ограничивать кросс-видовые испытания некоторые стратегии вакцинации; это необходимо изучить.

Недостаточно эксплуатируемый способ получить представление о влиянии стратегий вакцинации на врожденные реакции и о том, как это может повлиять на защиту, заключается в анализе того, как вакцины, которые в настоящее время проходят испытания на людях, могут модулировать врожденные ответы, как долговечны эти эффекты , и есть ли какое-либо влияние на врожденные реакции / функции при острой / ранней инфекции у вакцинированных лиц, которые впоследствии становятся инфицированными. Учитывая разницу в кинетике активации врожденных ответов и адаптивные ответы, на которых обычно проводятся исследования вакцины, это может потребовать включения дополнительных временных периодов выборки после вакцинации во время разработки вакцинных проб.

Врожденный иммунитет играет важную роль в обеспечении защиты от заражения ВИЧ, борьбы с инфекцией после передачи вируса и сдерживания репликации вируса во время как острой, так и хронической фаз инфекции. И наоборот, врожденные ответы могут также оказывать пагубное воздействие на всех стадиях инфекции, способствовать передаче вируса и установлению инфекции, усиливать последующую репликацию и распространение вируса и способствовать разрушению Т-клеток CD4 + и прогрессированию заболевания. Важно отметить, что недавние исследования показали, что эти противодействующие защитные и патогенные эффекты опосредуются каждым основным компонентом врожденной иммунной системы (например, IFN типа 1 и другими растворимыми факторами, DC и NK-клетками), что побуждает к необходимости более точного определения лежащего в основе молекулярного механизмов, с тем чтобы они могли быть специально модифицированы или унифицированы с помощью стратегий вмешательства. Увеличение числа доказательств свидетельствует о том, что может быть возможность стимулировать защитные врожденные эффекторные механизмы до уровня, на котором предотвращается передача ВИЧ и / или распространение распространенной инфекции. Подобным же образом стратегии блокирования генерализованной иммунной активации могут также иметь профилактический потенциал и иметь большие перспективы в качестве нового терапевтического подхода. Главная задача заключается в определении того, как эти потенциально важные цели могут быть безопасно реализованы, чтобы дать новые стратегии борьбы с инфекциями и болезнями, которые будут дополнять более традиционные подходы. Некоторые из приоритетов исследований в этой области приведены в таблице 2.

Стратегии нацеливания врожденного иммунитета на борьбу с ВИЧ-инфекцией и приоритеты научных исследований в целях развития их развития

ADCVI: антителозависимое клеточно-опосредованное ингибирование вируса; AHI: острая инфекция ВИЧ-1; AID: активационно индуцированная цитидиндезаминаза; СПИД: синдром приобретенного иммунодефицита; APOBEC: монтажный комплекс аполипопротеина B, каталитическая субъединица (APOBEC); CCR: хемокиновый рецептор; cDC: обычный DC (включая миелоидные DC и другие не-pDC-типы); DC: дендритная клетка; DC-SIGN: дендритная клеточно-специфическая, межклеточная адгезия, не захватывающая молекулы; GALT: связанная с кишечником лимфоидная ткань; ВИЧ: вирус иммунодефицита человека; HLA: человеческий лейкоцитарный антиген; IDO: индол-2,3-диоксигеназа; IFN: интерферон; IL: интерлейкин; IRF: интерферон-регуляторный фактор; Ig: иммуноглобулин; LARG: связанный с лейкемией фактор обмена гуанинового нуклеотида; ЛПС: липополисахарид; MHC: основной комплекс гистосовместимости; MIP: макрофагальный воспалительный белок; NF: ядерный фактор; NK: естественный убийца; РВМС: мононуклеарная клетка периферической крови; pDC: плазмоцитоидный DC; PRR: рецептор распознавания образов; RIG-I: ген, индуцируемый ретиноевой кислотой, I; SEVI: сперматогенерирующий энхансер вирусной инфекции; SIV: вирус иммунодефицита обезьян; SHIV: вирус иммунодефицита обезьян / человека; SLPI: секреторный ингибитор лейкоцитарной протеазы; TLR: плацебоподобный рецептор; TNF: фактор некроза опухоли; TRIM: трехсторонний мотив; Treg: регуляторный T; WAP: сывороточный кислотный белок; WFDC1: кислотный белок с четырьмя дисульфидными ядрами 1

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

RJS, AV и PB организовали семинар EUROPRISE, где участники дали официальные презентации и внесли свой вклад в обсуждение. PB, RJS и AV разработали разделы текста, отредактировали вклады друг друга и прочитали и утвердили окончательную рукопись.

PB является читателем в отделе Nuffield клинической медицины в Оксфордском университете, Великобритания, исследование которого сосредоточено на врожденных и Т-клеточных ответах при персистирующих вирусных инфекциях, включая ВИЧ.

RJS является профессором клеточной и молекулярной инфекции в Сент-Джордже, Лондонском университете, Великобритания. Его работа сосредоточена на разработке новых профилактических технологий для ВИЧ, включая вакцины и микробициды.

А.В. — старший преподаватель кафедры инфекционных заболеваний Королевского колледжа Лондона, Великобритания, чье исследование включает исследования взаимодействия вирусов и хозяев, которые регулируют врожденный и адаптивный иммунитет против Т-клеток к ВИЧ.

Авторы хотели бы поблагодарить всех членов рабочей группы врожденного иммунитета EUROPRISE: Вилли Богерса, Патриса Дебре, Марии Терезы Де Магистрис, Густаво Донцеля, Теуниса Гейентбека, Мартина Гудье, Чарльза Келли, Фрэнка Кирхгофа, Эрика Линдблада, Тома Леннера, Доната Мегалини, Стив Паттерсон, Уильям Пакстон, Гвидо Поли, Мануэль Ромарис, Гвидо Сильвестри, Роберто Спек, Грег Башнерс и Герман Вагнер. Мы также благодарим Натасаху Полянскую и Гвидо Поли за помощь в организации семинара. Участие в семинаре финансировалось Европейской комиссией. Фундер оказывал финансовую поддержку для созыва собрания, но не влиял на подготовку рукописи или ее представление. Авторы не получили дополнительного финансирования для этой статьи.

P.B. и R.J.S. получили поддержку от отдела СПИДа, NIAID, NIH (грант по иммунологии вакцины против ВИЧ и СПИДа (CHAVI) AI67854), и благодарны коллегам CHAVI, в частности Бартону Хейнсу и Эндрю Макмайкл, за многие стимулирующие дискуссии. P.B. является Исследователем Института Дженнера. R.J.S. координирует сеть передового опыта EUROPRISE по вакцинам против ВИЧ и микробицидам (грант ЕС FP6 037611). СРЕДНИЙ. получил поддержку со стороны Совета медицинских исследований, благотворительной организации «Guys & St Thomas» и Международного консорциума «Новые анти-вирулы».



Источник: rupubmed.com


Добавить комментарий