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Jahrzehntelang glaubte man, dass HIV auf ziemlich einfache Weise zu AIDS avancierte: sich als frei zirkulierendes Virus im Körper ausbreitete, sich an Immunzellen (vorwiegend CD4 + T-Zellen) anlagerte und deren genetische Maschinerie entführte, um mehrere zu erzeugen Kopien von sich. Auf diese Weise kann sich HIV im gesamten System verbreiten und seine Anzahl erhöhen, bis genügend T-Zellen abgetötet werden, um die Immunabwehr einer Person vollständig zu gefährden (die klinische Definition von AIDS).Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass dies wahrscheinlich nicht der Fall ist oder zumindest nicht der Krankheitsverlauf, den wir lange angenommen hatten. Tatsächlich hatten Wissenschaftler bereits Ende der neunziger Jahre beobachtet, dass sich HIV auch direkt von Zelle zu Zelle ausbreiten kann, ohne dass ein frei zirkulierendes Virus entsteht.
Diese sekundäre Übertragungsart ist laut Untersuchungen des in San Francisco ansässigen Gladstone Institute of Virology and Immunology, ist 100- bis 1000-mal effizienter bei der Abreicherung von CD4-Zellen als ein frei zirkulierendes Virus und kann teilweise erklären, warum aktuelle Impfstoffmodelle HIV nicht angemessen verhindern oder neutralisieren können.
Durch die Übertragung von Zelle zu Zelle kann HIV eine zelluläre Kettenreaktion auslösen, bei der die Immunzellen in Massenvolumina buchstäblich Selbstmord begehen. Untersuchungen legen nahe, dass bis zu 95 Prozent des CD4-Zelltods auf diese Weise verursacht werden, im Gegensatz zu nur 5 Prozent mit dem freien Virus.
Erklärung der Übertragung von Zelle zu Zelle
Der Transfer von HIV von Zelle zu Zelle erfolgt über sogenannte "virologische Synapsen", bei denen die infizierte Zelle an einer "ruhenden" Wirtszelle haftet und virale Proteine einsetzt, um die Zellmembran zu durchbrechen. (Der Prozess wurde 2012 von Wissenschaftlern der UC Davis und der Mount Sinai School of Medicine auf Video festgehalten.)
Nach dem Eindringen reagiert der Wirt auf die Fragmente der abgelagerten viralen DNA und löst einen so genannten Prozess aus Pyroptose wobei die Zelle die Gefahrensignale erkennt und allmählich anschwillt und explodiert und sich selbst tötet. Wenn dies auftritt, setzt die Burst-Zelle entzündliche Proteine frei, die als Zytokine bezeichnet werden und andere Immunzellen an die Angriffszellen signalisieren, die dann aktiv auf eine HIV-Infektion abzielen.
Die Gladstone-Forscher konnten zeigen, dass durch die Verhinderung des Kontakts von Zelle zu Zelle durch chemische Inhibitoren, synaptische Blocker oder sogar die physikalische Trennung des Zelltods von CD4 effektiv gestoppt wurde. Sie kamen zu dem Schluss, dass der Kontakt von Zelle zu Zelle "unbedingt erforderlich" ist, damit Zelltod (und Krankheitsprogression) stattfinden können.
Implikationen der Forschung
Was diese Ergebnisse besonders wichtig macht, ist, dass sie nicht nur die Mechanismen für die CD4-Zellverarmung erklären, sondern auch inhärente Schwächen im aktuellen Impfstoffdesign aufzeigen.
Im Großen und Ganzen haben sich HIV-Impfstoffmodelle darauf konzentriert, das Immunsystem darauf vorzubereiten, Oberflächenproteine auf frei zirkulierenden Viren zu erkennen und anzugreifen. Wenn HIV jedoch von Zelle zu Zelle übertragen wird, ist es im Wesentlichen unempfindlich gegen Angriffe, die vor dem Nachweis innerhalb des Konstrukts der infizierten Zelle geschützt sind.
Um dies zu überwinden, müssen neuere Modelle dem Immunsystem helfen, Proteine, die für die synaptische Bildung wichtig sind, besser anzusprechen und / oder antivirale Wirkstoffe zu erzeugen, die den synaptischen Prozess hemmen können. Wenn dies erreicht werden kann, könnte die Fähigkeit von HIV, sich zu AIDS zu entwickeln, stark eingeschränkt oder sogar gestoppt werden.
Obwohl die Mechanismen für die Übertragung von Zelle zu Zelle noch nicht vollständig verstanden sind, stellen die Ergebnisse eine tiefgreifende Veränderung in unserem Verständnis des Fortschreitens von HIV zu AIDS dar und geben uns einen Einblick in die möglichen Strategien zur HIV-Ausrottung.