Плазмоцитоидные дендритные клетки (pDC) – важные участники раннего иммунного ответа на вирусы. Они вырабатывают интерферон I типа (ИФНα), который подавляет размножение вирусов и активирует другие иммунные клетки – макрофаги, NK-клетки, Т-клетки. pDC распознают вирусную РНК и ДНК с помощью рецепторов TLR7 и TLR9, что запускает сигнальные пути для производства цитокинов.
Если pDC теряют свою функцию на ранних стадиях инфекции, иммунная защита ослабевает. Пока мало известно о том, как pDC реагируют на ВИЧ-1 на самых ранних стадиях инфекции или до обнаружения вирусной РНК и как это влияет на развитие болезни.
При заражении ВИЧ-1 количество и функция pDC значительно изменяются после пика вирусной нагрузки, что связано с прогрессированием заболевания. У инфицированных людей pDC в крови меньше, чем у здоровых, и их уровень лишь частично восстанавливается после антиретровирусной терапии. Чем выше вирусная нагрузка, тем меньше pDC, а их количество положительно коррелирует с уровнем CD4+ Т-клеток.
pDC инфицированных ВИЧ-1 хуже вырабатывают ИФНα после стимуляции рецепторов TLR7 и TLR9, что связано с изменением сигнальных путей pDC и состава популяции pDC в крови. В лабораторных исследованиях pDC от здоровых людей при контакте с ВИЧ-1 вырабатывали ИФНα с задержкой и в меньших количествах по сравнению с другими вирусами. Это связано с изменением активности ферментов SYK, IRF7 и Akt, увеличением количества истощенных pDC с маркером Tim-3 и ростом экспрессии CD40 на pDC, а также с мобилизацией незрелых pDC из костного мозга.
Исследования на приматах показали, что pDC – одни из первых иммунных клеток, которые реагируют на вирусную инфекцию. У макак-резусов они скапливаются в слизистой оболочке влагалища уже через день после заражения SIV и начинают вырабатывать ИФНα. Также перед пиком вирусной нагрузки наблюдается временный рост количества pDC в крови. У африканских зеленых мартышек через два дня после заражения фиксировали небольшое повышение ИФНα в плазме, за которым следовало более устойчивое повышение уровня ИФНα, которое сопровождает обнаружение вируса в крови.
Определить такой же ранний ответ у людей после заражения ВИЧ-1 сложно, но известно, что ИФНα – один из первых цитокинов, уровень которого повышается после заражения. Эксперименты на макаках показали, что блокировка рецепторов к ИФН-I ускоряет развитие болезни, а введение ИФН-I снижает риск заражения. Однако слишком сильный и продолжительный ответ ИФН после острого ВИЧ может способствовать хронической иммунной активации и прогрессированию заболевания.
Ранний иммунный ответ pDC на ВИЧ-1 трудно измерить во время скрытой фазы инфекции, когда вирус еще не определяется в крови. Однако такой ответ можно изучать после прекращения антиретровирусной терапии (АРТ) – такое исследование и провели американские ученые.
Ученые проанализировали мобилизацию, активацию и функцию pDC в крови лиц после прерывания АРТ, что позволило им выявить маркеры репликации ВИЧ-1 до обнаружения вируса в крови с помощью стандартных коммерческих анализов.
pDC мобилизуются в кровь до обнаружения вируса в крови после прерывания антиретровирусной терапии
Временное повышение уровня pDC может быть ранним признаком реактивации ВИЧ-1 после отмены терапии. Это повышение уровня специфично для pDC и не наблюдается у других врожденных иммунных клеток – миелоидных дендритных клеток (mDC) и различных подтипов моноцитов.
pDC частично активируются до выявления вируса в крови после прерывания АРТ
После отмены антиретровирусной терапии pDC активируются и выходят в кровь, но не проходят полного созревания: не теряют способность вырабатывать ИФНα и не приобретают способность стимулировать Т-клетки.
pDC готовятся к перемещению в очаги воспаления перед появлением вируса
Исследование показало, что pDC не изменяли экспрессию хемокиновых рецепторов CCR7 и CCR9, но снижали уровень интегрина β7, который направляет их в слизистые оболочки. Повышалась экспрессия CD29 (интегрин β1), который помогает клеткам закрепляться перед выходом из кровеносных сосудов, и CXCR4, ответственного за перемещение в лимфоузлы. В крови повышался уровень SDF-1α – белка, привлекающего клетки, экспрессирующие CXCR4, к очагам воспаления.
Перед обнаружением вируса в крови у pDC временно снижается способность вырабатывать ИФНα
Чтобы проверить реакцию pDC на вирус, ученые стимулировали pDC агонистом TLR7 имиквимодом и измеряли продукцию ИФНα и TNF-α. Во время пикового количества pDC в крови меньше pDC выделяли ИФНα и TNF-α. У некоторых участников исследования снижение ИФНα началось еще за неделю до пика pDC, когда частоты pDCs в крови увеличились, но еще не достигли максимальных уровней.
Увеличение количества pDC и снижение их функции могут быть ранним признаком скрытой репликации вируса
ВИЧ-1 может начать размножаться за неделю или даже месяцы до того, как его можно будет обнаружить с помощью стандартных анализов. После прекращения антиретровирусной терапии временно увеличивается количество pDC и снижается их функция – pDC теряют способность вырабатывать ИФНα. Это может служить маркером низкого уровня репликации ВИЧ.
Снижение функции pDC связано с поступлением в кровь незрелых и истощенных pDC из костного мозга. Снижение продукции ИФНα сопровождается изменением внутриклеточных сигнальных путей: pDC все еще могут активировать гены, но не могут запустить дальнейший иммунный ответ.
Также наблюдается снижение активности генов, отвечающих за синтез ИФН I типа и передачу его сигналов, что может влиять на способность pDC реагировать на вирус. Однако, чем дольше сохраняется высокая экспрессия этих генов, тем быстрее вирус становится обнаружимым. Это говорит о том, что потеря экспрессии гена ИФН I типа в pDC после прерывания АРТ может быть маркером более эффективного иммунного ответа, задерживающего размножение вируса.
Вывод
После прерывания антиретровирусной терапии, еще до того, как вирус обнаруживается в плазме, в крови повышается уровень активированных pDC. Это свидетельствует о начавшейся скрытой репликации вируса в тканях.
После прерывания терапии вирус начинает размножаться в CD4+ Т-клетках, вероятно, в лимфоидных тканях. Затем pDC привлекаются к месту репликации, где активируются и начинают вырабатывать цитокины, которые могут способствовать распространению вируса и заражению новых CD4+ Т-клеток. На этом этапе в крови можно обнаружить pDC с признаками активации, но без перехода в полностью зрелую антигенпрезентирующую форму. Также pDC экспрессируют маркеры, позволяющие им перемещаться в зоны воспаления.
После этого периода активности pDC теряют способность вырабатывать интерферон-α, что указывает на их переход в рефрактерное состояние – фазу, когда клетки больше не реагируют на вирус. Экспрессия ключевых генов, участвующих в передаче сигналов ИФНα, снижается. Это снижение коррелирует с тем, как долго вирус остается незаметным в плазме: чем ниже экспрессия этих генов, тем дольше вирус не выявляется. Это может означать, что pDC успешно активировались на раннем этапе, подавляя вирус, но затем их реакция снизилась.
Ранний ответ ИФНα после прерывания АРТ может быть полезным, а ослабление ответа pDC может препятствовать запуску успешного иммунного ответа для уничтожения вируса. Необходимы новые стратегии для усиления и поддержания первоначального ответа ИФН на репликацию вируса для возможного поддержания ремиссии ВИЧ-1 после прерывания лечения.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
