Мы постоянно сталкиваемся с вирусами и большинство из них успешно побеждаем — силами иммунной системы собственного организма или же противовирусными препаратами. Однако некоторые из этих патогенов не так просто одолеть, поскольку они прячутся внутри клеток, а вызываемые ими инфекционные процессы проходят незаметно, пока не поражаются целые системы органов.
Опасные хронические инфекции вызывают вирусы гепатита разных типов (В, С), которые без лечения приводят к серьезным, а порой и летальным поражениям печени. Еще один печально известный представитель группы — вирус иммунодефицита человека первого типа (ВИЧ), который ослабляет иммунную защиту от многих инфекций и некоторых типов рака. На данный момент полностью избавиться от него в организме нельзя, поскольку он заражает иммунные клетки, которые и должны с ним бороться. Кроме того, удалить патоген, не убивая эти самые клетки, пока не удается.
«До сих пор ведутся разработки терапии, однако все подходы направлены как раз на подавление размножения вируса. Вместе с тем, свидетельства полного излечения от ВИЧ на данный момент можно пересчитать по пальцам. Соответствующая терапия может быть смертельна, поскольку требует полной замены кроветворных клеток на устойчивые к вирусу линии. Однако есть и иной путь, как справиться с хроническими инфекциями», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Геннадий Бочаров, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН и профессор первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова.
Сотрудники ИВМ РАН и МГМУ (Москва) вместе с испанскими коллегами из Университета Помпеу Фабра и Каталонского института перспективных исследований предложили подход к функциональному лечению хронических инфекций. Он заключается в том, чтобы достичь такого состояния инфекционного процесса, когда небольшая по численности вирусная популяция находится под полным контролем иммунной системы без применения соответствующих препаратов.
Свою концепцию авторы основывали на математическом анализе модельной инфекции, вызванной вирусом лимфоцитарного хориоменингита. Это заболевание поражает грызунов, но заразно и для людей, вызывая либо гриппоподобное состояние, либо воспаление мозговых оболочек. Особенности взаимодействия патогена с иммунной системой во многом схожи с теми, которые проявляют вирусы гепатита и ВИЧ, особенно это касается уровня поддержания вирусной нагрузки в организме. Так, на ранних стадиях заболевания работают лимфоциты Т-киллеры, уничтожающие клетки, которые заражены возбудителем. Если вируса не очень много (количество зависит от конкретного патогена и возможностей иммунитета), то организм подавляет его и «запоминает», чтобы при новой встрече оперативно начать борьбу. В случае ВИЧ такой сценарий несколько отличается: «запоминания» нет, и битва с возбудителем идет, пока есть незараженные иммунные клетки — проигрыш становится лишь вопросом времени. Если же вирусная нагрузка оказывается сразу слишком большой, то очень быстро происходит истощение Т-лимфоцитов, как на поздних стадиях ВИЧ-инфекции. Когда нет никаких опасностей со стороны других патогенов, такое состояние может поддерживаться за счет активности гуморального иммунитета, работающего через антитела — они частично блокируют процесс заражения иммунных клеток, но не могут полностью уничтожить возбудителя.
Оба варианта соответствуют стабильному взаимодействию между организмом и патогеном, но последний случай опасен: любая инфекция, с которой здоровый организм справится, может стать смертельной. Впрочем, этот вариант можно превратить в первый, если активировать производство антител к патогену и восстановить функционально истощенные Т-клетки с помощью антител к белку PD-L1, подавляющему иммунные клетки. Эти вещества, блокирующие соответствующие антигены, вместе с функционально восстановленными оставшимися Т-клетками способны подавить инфекцию, снизив вирусную нагрузку до менее патогенного уровня. Таким образом, необходимо задействовать механизмы клеточного и гуморального иммунитета, эффект от которых не просто складывается, а перемножается.
Разрабатываемые сейчас подходы основаны на идее, что нужно уничтожать вирус, например, подавляя синтез его белков или же удаляя его вместе с зараженными клетками, однако новая концепция основана на том, что можно помочь оставшимся «бойцам».
«Подход с использованием свойства мультистабильности описан для вируса лимфоцитарного хориоменингита, а в случае ВИЧ все будет сложнее. Недостаточно активизировать истощенные Т-клетки, поскольку часть из них уже заражена патогеном. Важно применять на начальном этапе специфические противовирусные препараты. Согласно нашим расчетам, подход будет эффективен при наличии хотя бы 5% ВИЧ-специфических Т-киллеров. Им нужно будет помогать путем стимуляции продукции нейтрализующих антител, действующих против широкого спектра вирусных мишеней, чтобы максимально усилить работу иммунитета. Мы надеемся, что в дальнейшем наша концепция будет проверена в ходе доклинических и клинических исследований», — подводит итог Геннадий Бочаров.
