ВИЧ остается одной из самых серьезных глобальных эпидемий, несмотря на значительные успехи в разработке антиретровирусных препаратов. Однако недавнее исследование ученых из США открывает новый, и весьма необычный, способ для борьбы с этим вирусом. Оказалось, что внеклеточные везикулы (ВВ), вырабатываемые в мужской репродуктивной системе, обладают уникальной способностью подавлять репликацию ВИЧ. Это открытие, опубликованное в журнале Science Signaling, может стать основой для разработки принципиально новых терапевтических подходов.
Механизм действия
Внеклеточные везикулы представляют собой мембранные пузырьки размером от 50 до 150 нм, секретируемые различными клеточными типами. Они служат важным средством межклеточной коммуникации, перенося белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Ученые обнаружили, что ВВ, выделенные из спермы человека, способны подавлять репликацию ВИЧ, воздействуя на два критически важных фактора: вирусный белок Tat и ядерный фактор клетки-хозяина κB (NF-κB).
Белок Tat (Trans-Activator of Transcription) является ключевым регулятором экспрессии генов ВИЧ. Он связывается со структурой TAR на 5'-конце растущих вирусных РНК, предотвращая преждевременное прерывание транскрипции и значительно усиливая продукцию вирусных частиц. NF-κB, в свою очередь, представляет собой транскрипционный фактор клетки-хозяина, активируемый при воспалении и стрессовых состояниях. Он синергически взаимодействует с Tat, усиливая экспрессию вирусных генов. Блокирование этих двух компонентов представляет собой эффективную стратегию для подавления репликации ВИЧ.
Четыре ключевых белка в составе защитных везикул
Для выявления молекулярных механизмов этого феномена исследователи провели комплексный анализ содержимого ВВ, выделенных из спермы 39 доноров, включая ВИЧ-негативных лиц, пациентов с ВИЧ-1 на антиретровирусной терапии (АРТ) и людей с ВИЧ без АРТ. Удивительно, что способность ВВ подавлять репликацию ВИЧ не зависела от ВИЧ-статуса донора или от приема АРТ.
Путем масс-спектрометрии ученые идентифицировали пять белков, взаимодействующих как с Tat, так и с субъединицей p65 NF-κB. Среди них: · AKAP9 – регулятор клеточной сигнализации, взаимодействующий с множеством киназ и участвующий в организации клеточных структур;
· ARHGEF28 – регулятор сигнала G-белка, влияющий на цитоскелетные изменения;
· BRD2 – "считыватель" эпигенетических меток, участвующий в регуляции транскрипции;
· INTS1 – белок, опосредующий процессинг малых ядерных РНК
· NELFB – ингибитор элонгации транскрипции, действующий в комплексе с HEXIM1.
Эти белки воздействуют на широкую сеть регуляторов транскрипции, процессинга РНК и эпигенетических механизмов, создавая многоуровневую систему подавления вирусной активности.
Неповторимость спермальных везикул
Интересно, что подобного эффекта не наблюдалось при использовании везикул из плазмы крови, что указывает на уникальный состав спермальных ВВ. Эксперименты показали, что обработка клеточных линий спермальными везикулами приводила к снижению уровней провирусной ДНК и вирусной РНК как для ВИЧ-1, так и для ВИЧ-2. При этом ВВ эффективно сливались с клетками in vitro и доставляли свои компоненты в цитоплазму, где они могли взаимодействовать с вирусными и клеточными факторами.
Перспективы для будущей терапии
Это открытие имеет важное значение для разработки новых стратегий борьбы с ВИЧ. Современная антиретровирусная терапия эффективно подавляет активную репликацию вируса, но не затрагивает латентные резервуары, которые могут активироваться после прекращения лечения. Белки, обнаруженные в спермальных ВВ, действуют на стадии транскрипции, что может помочь в контроле как активной, так и латентной инфекции.
Особенно перспективен подход, направленный на создание синтетических аналогов этих белков или разработку маломолекулярных соединений, имитирующих их действие. Такие препараты могли бы стать компонентом стратегии “kick-and-kill”, направленной на полное искоренение вируса из организма.
Заключение
Это исследование заставляет пересмотреть наше понимание естественных защитных механизмов организма. То, что мужская репродуктивная система обладает встроенной системой защиты от вирусной инфекции, может объяснить относительно низкую эффективность передачи ВИЧ через половой контакт по сравнению с другими путями заражения.
Дальнейшие исследования направлены на выяснение, могут ли эти механизмы быть активированы или усилены терапевтически, что может привести к созданию новых классов препаратов для профилактики и лечения ВИЧ-инфекции. В борьбе с этим вирусом каждый новый путь атаки может оказаться ключевым для достижения долгожданной победы.
Дата публикации: 2025.09.17
Первоисточник: Okeoma B.C. et al. Identification of proteins in semen-derived extracellular vesicles that bind to Tat and NF-κB and that may impair HIV replication. Sci Signal. 2025 Sep 9;18(903):eado9243. doi: 10.1126/scisignal.ado9243. Epub 2025 Sep 9. PMID: 40924817. https://www.science.org/doi/10.1126/scisignal.ado9243