Charting di HIV in rapida evoluzione Viaggio In The Body

Maggio 16, 2016 Admin Salute 0 2
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HIV è così mortale soprattutto perché si evolve così rapidamente. Con un singolo virus, come l'origine di un'infezione, la maggior parte dei pazienti venire rapidamente a nutrire migliaia di versioni diverse di HIV, il tutto un po 'diverso e tutti in competizione tra loro per più efficiente infettare le cellule di quella persona. La sua evoluzione rapida e unico in ogni paziente è ciò che permette di HIV di eludere le difese del corpo e dà il virus grande abilità a sviluppare resistenza ad un pantheon di farmaci antivirali.

"Una quantità enorme di diversità HIV si accumula nel corpo di un paziente con HIV, ed è un grande motivo per cui l'HIV è un potente virus così", ha detto Ha Youn Lee, Ph.D., assistente professore di Biostatistica e Biologia Computazionale presso il Università di Rochester e autore corrispondente dello studio.

Lee e colleghi hanno risolto una questione di vecchia data su quanto HIV si trasforma nel corpo. In un articolo pubblicato 12 dicembre in PLoS Computational Biology, gli scienziati mostrano che l'evoluzione HIV nel corpo non avviene a velocità costante. Piuttosto, il tasso del virus del cambiamento rallenta improvvisamente quando il livello di cellule immunitarie cruciali noto come cellule T CD4 + cade in un paziente.




Il team suggerisce diversi possibili ragioni per per cui l'HIV rallenta la sua evoluzione più avanti nel processo della malattia. Uno è che ci sono semplicemente un numero inferiore di cellule immunitarie sinistra per il virus di infettare. Un'altra possibilità è che, poiché il sistema immunitario non è più efficace colpire il virus, il virus non si sente più la "pressione selettiva" del sistema immunitario, e il virus rallenta la sua evoluzione in risposta.

Immaginate un criminale in fuga. Quando la polizia è in vigore, il criminale deve cambiare il suo travestimento sempre più a sopravvivere, ma in presenza di un numero inferiore di polizia, il criminale può cambiare il suo travestimento meno spesso. Nel caso di HIV, il virus effettivamente elimina le "agenti" - CD4 + T-cellule pattugliano il corpo. Col passare del tempo e meno cellule immunitarie sono presenti bandiera HIV, il virus non ha più la necessità di evolvere più rapidamente come quando le cellule erano fuori in vigore.

"In una persona con un sistema immunitario forte, il virus è sempre in fuga - si deve cambiare per sopravvivere", ha detto il co-autore Thomas Leitner, Ph.D., del Los Alamos National Laboratory, che studia l'evoluzione virale e batterica . "Ma anche in una persona che ha vissuto con l'HIV per un decennio o più, nella maggior parte dei casi, ad un certo punto, il sistema immunitario si indebolisce. Gli avvisi di virus e si evolve di conseguenza. E 'un processo molto dinamico."

Mentre la ricerca mostra che il virus sta creando un minor numero di nuove versioni di se stesso in ritardo nel processo della malattia, i ricercatori dicono che le implicazioni cliniche della ricerca non sono chiare. Dal momento che la capacità del virus di evolversi è il cuore della capacità di farmaco-resistenza, che rende l'HIV così mortale, il lavoro potrebbe aiutare gli scienziati che stanno cercando di capire nuovi modi per fermare il virus.

"E 'possibile che questo lavoro avrebbe alcune implicazioni per la nostra comprensione della resistenza ai farmaci in ritardo nel processo di malattia", ha detto Lisa Demetra, MD, virologo dell'Università di Rochester non coinvolto nello studio. "Quando l'HIV si sta evolvendo più lentamente in un paziente, che il paziente ha meno probabilità di sviluppare resistenza al trattamento così in fretta", ha detto Demetra, un esperto su come l'HIV sviluppa resistenza e professore di Medicina e la Divisione Malattie Infettive.

Gli scienziati hanno dibattuto il ritmo del cambiamento di HIV nel corpo. Alcuni studi hanno suggerito che il virus si evolve lentamente nelle persone che vivono molti anni con HIV prima di sviluppare AIDS, mentre altri studi hanno mostrato che il virus evolve rapidamente in quei pazienti.

Per affrontare il problema, il team ha sviluppato un modello matematico e computazionale di come l'HIV si evolve nel corpo. Hanno testato il modello analizzando il sangue di 15 pazienti affetti da HIV, il cui sangue è stato campionato ogni pochi mesi per dovunque da tre a 12 anni. I dati provengono dal database di sequenze di HIV a Los Alamos National Laboratory, che detiene oltre 250.000 sequenze genetiche di HIV da pazienti di tutto il mondo.

Il team ha scoperto che il quando il sistema immunitario è relativamente sano, il virus HIV si evolve ad un ritmo costante e veloce, ma quando diminuiscono CD4 + cellule del paziente, il tasso di HIV di evoluzione rallenta. Lo spostamento avviene lungo prima che un paziente è considerato avere AIDS, che è indicata quando il livello CD4 + scende a 200 cellule per microlitro di sangue. La scoperta era vero 13 15 dei pazienti.

La squadra focalizzato l'attenzione su 600 nucleotidi di RNA che compongono env gene di HIV, che codifica per busta esterna della proteina che il virus utilizza per legarsi alle cellule dell'ospite. Nello studio della squadra, in media, poco meno di una mutazione per mese verificato per paziente in questa striscia del genoma HIV durante il tempo in cui CD4 + livelli erano relativamente elevata e la velocità di variazione era costante.

Questo è un tasso molto rapido del cambiamento per una piccola porzione di un virus, specialmente uno così prolifico: Tutti i giorni, la popolazione virus HIV in una persona infetta - fino a 10 miliardi di particelle virali - copia se stesso e ricrea il 95 per cento delle sue particelle. Con tutto ciò che la riproduzione, e senza una grande considerazione per la precisione, un cambiamento porta ad un altro, ed i risultati sono sorprendenti: la maggior parte dei pazienti hanno letteralmente migliaia di diversi tipi di virus HIV nei loro corpi.

"Ogni singola persona sulla Terra che è stato infettato con il virus HIV ha la sua propria popolazione unico HIV", ha detto Leitner.

Come il virus muta, dando vita a prole chiamato quasispecie virali, presenta un volto mutevole per il sistema immunitario, che viene continuamente adattandosi a tenere il passo con l'assalto. Il sistema immunitario fa un lavoro notevole respingendo l'assalto, uccidendo la maggior parte delle particelle virali ogni giorno. Anche così, alcuni dei virus è in grado di eludere le difese del corpo e, infine, devasta il sistema immunitario in molti pazienti.

Oltre a Lee e Leitner, altri autori sono Alan S. Perelson, Ph.D., senior fellow presso il Los Alamos National Laboratory, che è stato consigliere di Lee quando era un ricercatore post-dottorato presso Los Alamos; e Su-Chan Parco dell'Università di Colonia, in Germania. Il lavoro è stato finanziato in parte dal National Institutes of Health e del suo Centro di Sviluppo per l'AIDS di ricerca presso l'Università di Rochester Medical Center, e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

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