ВИЧ представляет собой эволюцию с ускорением. Каждый инфицированный человек содержит рой вирусов, которые демонстрируют вариабельность последовательности своей РНК, и постоянно появляются новые мутации. Тем не менее, почти каждый раз, когда кто-то заражается, эта разнообразная популяция вирусов сводится к одному человеку.Эффект генетического узкого места был известен, но теперь становится очевидным, что отбор на вирусную пригодность ведет к нему.
Исследователи обнаружили, что последовательности вирусных белков, соответствующие консенсусной последовательности, которая, как предполагается, является наиболее подходящей, с большей вероятностью передаются, чем те, которые отклоняются от консенсуса.Результаты планируется опубликовать на этой неделе в журнале Science.«Лучшее объяснение того, что мы наблюдаем, заключается в том, что часто после контакта с ВИЧ несколько клеток половых путей инфицируются без установления системной инфекции», — говорит старший исследователь Эрик Хантер, доктор философии, профессор патологии и лабораторной медицины. в Медицинской школе Университета Эмори, Центре вакцин Эмори и Национальном исследовательском центре приматов Йеркса. Хантер — видный ученый Исследовательского Альянса Джорджии.
«Теперь у нас есть доказательства того, что игра не проиграна, как только первая клетка-мишень заражена. Это предполагает, что любой подход, который затрудняет репликацию вируса в клетке или который нацелен на инфицированные клетки для уничтожения, прежде чем они может выпустить новые вирусы, снизит вероятность системного заражения ».Ученые под руководством Хантера из Центра вакцин Эмори / Центра исследований СПИДа объединились с ведущим автором Джонатаном Карлсоном, доктором философии, и коллегами из Microsoft Research. Команда сотрудничала со Сьюзан Аллен из Emory и ее программами профилактики ВИЧ в Замбии, которые охватывают гетеросексуальные пары с одним ВИЧ-положительным партнером.
Эти программы предоставляют консультации и презервативы, но передача ВИЧ все еще происходит, несмотря на снижение на две трети уровня инфицирования.Регулярные анализы крови и тщательный мониторинг позволили исследователям сравнить вирус, который передается вирусам у хронически инфицированного партнера, для 137 случаев передачи за 10 лет.
Дальнейший мониторинг в первые два года заражения позволил команде отслеживать эффекты вирусных мутаций.«Мы предположили, что отдельные мутации в вирусных генах, как ожидается, будут иметь ряд эффектов на способность вируса к репликации, инфицированию новых клеток и ускользанию от иммунной системы», — говорит Карлсон. «Мы обнаружили, что даже незначительные отклонения от согласованной последовательности ВИЧ-1 оказали ощутимое влияние на вероятность передачи».
Эта систематическая ошибка отбора была уменьшена в парах, у которых был более высокий риск передачи. В частности, узкое место в фитнесе было менее серьезным при передаче от мужчины к женщине, чем при передаче от женщины к мужчине.
Кроме того, передача от женщины мужчине была менее серьезной, когда у партнера-мужчины было воспаление половых органов.«Наблюдение за тем, что женщины часто заражаются большим количеством мутировавших вирусов, чем мужчины, показывает, что барьер передачи выше при заражении мужчин и ниже для женщин», — говорит Хантер. «Это подчеркивает важный парадокс: хотя у мужчин меньше шансов заразиться, когда они инфицированы, обычно более здоровые вирусы вызывают более серьезное заболевание».
«Более того, ключевой вывод этого исследования состоит в том, что люди, инфицированные более мутировавшими,« более слабыми »вирусными популяциями, с меньшей вероятностью передаются своему партнеру», — говорит Карлсон. «Таким образом, если вакцина против ВИЧ, антиретровирусная терапия или естественное ускользание от иммунитета приведет к ослаблению циркуляции вирусов в человеческой популяции, общая скорость передачи, вероятно, снизится».