7.6: ВІЛ

Чому важлива форма вірусу?

Вірус СНІДу. Один з найбільш руйнівних відомих вірусів. Чому? Зверніть увагу на хитромудру анатомію вірусу, як всередині, так і зовні. Саме постійна зміна тих зовнішніх маркерів ускладнює виробництво вакцини проти цього вірусу.

ВІЛ

Вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) - це вірус, який викликає синдром набутого імунодефіциту (СНІД). Більшість дослідників вважають, що ВІЛ зародився в Африці на південь від Сахари протягом 20 століття. ВІЛ передається статевим шляхом та контактом із інфікованими рідинами організму, такими як кров, сперма, грудне молоко та вагінальні виділення. Він також передається від матері до плоду. Зараз ВІЛ є пандемією, за оцінками (станом на 2008 рік) 38,6 мільйона людей, які зараз живуть із захворюванням у всьому світі. За оцінками, СНІД вбив понад 25 мільйонів людей з моменту його першого визнання в 1981 році.

ВІЛ - це ретровірус, який руйнує імунну систему. ВІЛ в першу чергу заражає Т-клітини-хелпери (зокрема ^CD4+ Т-клітини), макрофаги та дендритні клітини. ВІЛ-інфекція призводить до низького рівня ^CD4+ Т-клітин, оскільки вірус безпосередньо вбиває інфіковані клітини, а заражені Т-клітини також атакують імунну систему. Інфекція клітини CD4 показана на малюнку нижче. Коли кількість ^CD4+ Т-клітин знижується нижче певного критичного рівня, клітинно-опосередкований імунітет втрачається, і організм стає більш схильним до опортуністичних інфекцій. ВІЛ-інфекції будуть обговорюватися далі в концепціях імунної системи.

Якщо не лікувати, більшість ВІЛ-інфікованих людей розвиватимуть СНІД. СНІД - це сукупність симптомів та інфекцій, що виникають внаслідок ураження імунної системи ВІЛ. Оскільки імунна система людей зі СНІДом настільки слабка, бактерії та віруси, які зазвичай не викликають захворювання у здорових людей, можуть легко викликати захворювання у хворого на СНІД. Опортуністичні інфекції, пов'язані зі СНІДом, включають:

• Пневмоцистна пневмонія: форма пневмонії, викликаної грибком.
• Туберкульоз (ТБ), викликаний бактеріями Mycobacterium tuberculosis
• Інфекції легенів, спричинені мікобактеріями, крім туберкульозу (MOTT).
• Саркома Капоші: тип раку, який викликається саркомою, асоційованим герпесвірусом Капоші (KSHV).

Життєвий цикл ВІЛ. Зображення внизу праворуч - SEM ВІЛ, що починається з культивованих лімфоцитів. Безліч круглих горбків на поверхні клітин є місцями складання і бутонізації віріонів.

ВІЛ-інфекція

ВІЛ-інфекцію CD4-клітини можна узагальнити наступним чином:

1. По-перше, вірусна частинка прикріплюється до рецептора CD4 та інших асоційованих рецепторів на клітинній мембрані. Вірусна оболонка потім зливається з клітинною мембраною, і вірусний капсид переміщається в клітину.
2. Після того, як вірусний капсид потрапляє в клітину, зворотна транскриптаза звільняє одноцепочечную РНК від вірусних білків і копіює її в доповнюючу нитку ДНК. Цей процес зворотної транскрипції схильний до помилок, і саме під час цього кроку можуть виникнути мутації. Такі мутації можуть викликати лікарську резистентність.
3. Потім зворотна транскриптаза робить комплементарну нитку ДНК для формування дволанцюгової вірусної ДНК (vDNA).
4. Потім vDNA переміщається в клітинне ядро. Інтеграція вірусної ДНК в геном клітини-господаря здійснюється іншим вірусним ферментом під назвою інтеграза. Ця інтегрована вірусна ДНК може потім лежати в стані спокою, під час латентної стадії ВІЛ-інфекції. Клінічна латентність ВІЛ може варіюватися від двох тижнів до 20 років.
5. Щоб активно виробляти віруси, повинні бути присутніми певні фактори клітинної транскрипції. Цих факторів транскрипції багато активованих Т-клітин. Це означає, що ці клітини, які, швидше за все, будуть вбиті ВІЛ, є тими, хто зараз бореться з інфекцією. ДНК вірусу транскрибується до мРНК, що потім призводить до утворення нового білка вірусу та геному.
6. Вірусні частинки збираються всередині клітини, а потім виходять з клітини шляхом бутонізації. Вірус отримує свою вірусну оболонку з плазматичної мембрани клітини. Цикл починається знову, коли нові частинки заражають іншу клітину.

ВІЛ-інфекція лікується коктейлем з декількох антиретровірусних препаратів. Антиретровірусні препарати запобігають розмноженню вірусу та знищенню більшої кількості Т-клітин, тим самим запобігаючи розвитку СНІДу у пацієнтів. Лікування антиретровірусними препаратами може різко збільшити тривалість життя людей з ВІЛ.

Резюме

• ВІЛ - це вірус, який викликає СНІД. ВІЛ руйнує імунну систему.
• Опортуністичні інфекції призводять до СНІДу.

Рецензія

1. Опишіть взаємозв'язок між ВІЛ та СНІДом.

На графіку нижче показана залежність між кількістю частинок ВІЛ та кількістю лімфоцитів CD4 протягом нелікованої ВІЛ-інфекції. Використовуйте графік, щоб відповісти на наступні питання:

2. Як збільшення кількості частинок ВІЛ відноситься до шляху розвитку захворювання?

3. Опишіть, що відбувається з кількістю вірусів та кількістю лімфоцитів між трьома та шістьма тижнями після початкового зараження.

4. Чи може затриматися розвиток симптомів СНІДу? Поясніть свою відповідь.

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Діаграма: люб'язно NIAID; SEM зображення: люб'язно CDC/C Голдсміт, П. Феоріно, Е.Л. Палмер, В.Р. Макманус Джерело: Діаграма: http://www.niaid.nih.gov/topics/HIVAIDS/Understanding/Biology/pages/hivreplicationcycle.aspx; SEM зображення: Commons.wikimedia.org/Вікі/Файл: ВІЛ-Буддінг.jpg Ліцензія: CC BY-NC
	[Рисунок 2]	Кредит: Діаграма: люб'язно NIAID; SEM зображення: люб'язно CDC/C Голдсміт, П. Феоріно, Е.Л. Палмер, В.Р. Макманус Джерело: Діаграма: http://www.niaid.nih.gov/topics/HIVAIDS/Understanding/Biology/pages/hivreplicationcycle.aspx; SEM зображення: Commons.wikimedia.org/Wiki/Файл:HIV-budding.jpg Ліцензія: Громадське надб
	[Рисунок 3]	Кредит: Діаграма: люб'язно NIAID; SEM зображення: люб'язно CDC/C Голдсміт, П. Феоріно, Е.Л. Палмер, В.Р. Макманус Джерело: Діаграма: http://www.niaid.nih.gov/topics/HIVAIDS/Understanding/Biology/pages/hivreplicationcycle.aspx; SEM зображення: Commons.wikimedia.org/Вікі/Файл: ВІЛ-Буддінг.jpg Ліцензія: CC BY-NC