Békákból származó peptidek gátolhatják a HIV terjedését

A Vanderbild University Medical Center kutatóinak új eredményei szerint egyes trópusi békafajok által termelt peptidek hatékonyan gátolják az emberi szervezet természetes védelmi rendszerét károsító humán immundeficiencia vírus (HIV) terjedését.

A HIV-fertőzés az orvostudomány jelenlegi állása szerint nem gyógyítható (mindössze a betegség lefolyása lassítható), mert a kórokozó képes arra, hogy a fertőzést követően a szervezet immunválaszának ellenálljon. Úgy tűnik, hogy békák által termelt peptidek képesek elpusztítani a vírust azáltal, hogy beépülnek a HIV külső membránjába, amivel olyan "lyukakat" hoznak létre, ami a vírus szétesését okozza.

A békák kültakarója olyan mirigyeket tartalmaz, amelyek különféle peptideket (kisméretű, aminosavakból felépülő vegyületek) termelnek, és el is raktározzák ezeket. Ha az állat vészhelyzetbe kerül, vagy más külső hatás éri, akkor nagy mennyiségben képes kiválasztani ezeket az anyagokat a bőr felszínére, ami elpusztítja a kórokozókat, így a különféle baktériumokat, vírusokat és gombákat.

Louise A. Rollins-Smith és Derya Unutmaz, a Vanderbilt University mikrobiológiai és immunológiai tanszékének munkatársai elhatározták, hogy megvizsgálják, vajon a békák által termelt peptidek között van-e olyan, amelyik hatásos lehet emberi vírusokkal szemben is. Unutmaz csoportja elsősorban a HIV-vírusra volt kíváncsi, ezért kollégáival több békafajból származó, tizennégyféle antimikrobiális peptidet vizsgált meg abból a szempontból, hogy mennyire képesek meggátolni a HIV támadását az immunrendszer T-sejtjei ellen. A T-sejt a fehérvérsejtek - limfociták - egyik fajtája, amely részben a szervezet kórokozók elleni védekezésében vesz részt, részben pedig a B-sejtek ellenanyag-képzését szabályozza. A kutatóknak három olyan peptidet is sikerült azonosítaniuk, amelyek teljes mértékben meggátolták a T-sejtek HIV-fertőzését anélkül, hogy károsították volna a T-sejtek membránjait. "Ezek a peptidek hatékonyan pusztítják a vírus membránját, a T-sejteket viszont ekkora koncentrációban sértetlenül hagyják. Ez részben azért lehet, mert a vírus mérete a T-sejtekhez viszonyítva jóval kisebb" - mondja Unutmaz.

A békák peptidjeinek hatásmechanizmusa

A HIV-vírus a membránja felszínén található fehérjék segítségével képes kötődni az immunrendszer azon sejtjeihez, amelyek felszínén egy CD4 elnevezésű fehérje található, így a vírus egyik elsődleges célpontját a CD4+ T-sejtek jelentik. Ahhoz, hogy a peptidek valóban hatékonyak legyenek, meg kell akadályozniuk a HIV átterjedését az ún. dendritikus sejtekről a T-sejtekre. A fehérvérsejteknek mindössze ezredrészét kitevő dendritikus sejtek az elsők között találkoznak a szervezetet megtámadó kórokozókkal, így az immunválasz megindításában kulcsszerepet töltenek be. A vöröscsontvelőben fejlődnek, majd a keringéssel a különböző szervek kötőszöveti állományába kerülnek. Az érettséget elért dendritikus sejtek az általuk felismert, majd elfogott fertőző ágenseket megsemmisítik és feldolgozzák, majd a patogének jellemző antigénjeit felmutatják a membránjukon az immunrendszer "karmesterei", a CD4+ T-limfociták számára. Ez az antigén-bemutatás indítja el az immunválasz eseményeit: a CD4+ T-limfociták ezen információ birtokában hozzák mozgásba az immunrendszer különböző sejttípusait.

A HIV azonban meglehetősen nehéz eset. A vírust felveszi ugyan a dendritikus sejt, azonban a vírus képes elkerülni, hogy elpusztítsa az immunrendszer: a dendritikus sejtek belsejébe rejtőzve várja, hogy támadást indíthasson a T-sejtek ellen. "A vírusnak ez a képessége némi magyarázattal szolgál arra, hogy húszévnyi kutatás után miért nem sikerült még kifejleszteni valamilyen hatékony oltóanyagot ellene" - mondta Unutmaz.

Annak érdekében, hogy tesztelni tudják a békák peptidjeinek hatékonyságát a HIV átterjedésének gátlásában, a kutatók először mesterséges körülmények között nevelt dendritikus sejteket használtak. Miután ezek "elfogták" az aktív vírust, a sejtekhez hozzáadták a békákból származó antimikrobiális peptideket. Meghatározott idő múlva eltávolították őket, és hozzáadták az oldathoz a T-sejteket. "Normális esetben a dendritikus sejtek átadják a vírust a T-sejteknek, így azok nagy része megfertőződik. Azonban ha a dendritikus sejteket az antimikrobiális peptidekkel kezeltük, akkor sikerült teljes mértékben eltüntetni a vírust. Ez nagyon meglepő eredmény volt" - mondta Unutmaz.

Az elért eredmény azért volt rejtélyes a kutatók számára, mert az általánosan elterjedt vélekedés szerint a dendritikus sejtek által "elkapott" HIV-vírus rejtve marad, és ezért védettséget élvez. A kutatók most különféle képalkotó eljárások segítségével próbálják tesztelni azt a hipotézist, hogy a HIV valóban rendszeresen kikerül-e a dendritikus sejtek felszínére. "Úgy képzeljük, hogy a vírus rövid időre előbukkanhat a dendritikus sejt belsejéből a T-sejteket keresve, majd újra visszahúzódik, később pedig újra előjön" - mondta Unutmaz. Ha a peptid jelen van a dendritikus sejtek előtt, akkor célba veheti a felbukkanó vírust és sikeresen elpusztíthatja. Az előzetes kísérletek azt sugallják, hogy a kutatók feltételezése helytálló.

Egy lehetséges oltóanyag a HIV ellen

"Ez egy nagyon izgalmas hipotézis, mert azt sugallja, hogy a peptidek rendkívül hatékonyak lehetnek a vírussal szemben, mivel a HIV nem tud elrejtőzni előlük. Ha tényleg így van, akkor lehetőségünk nyílna rá, hogy olyan oltóanyagot készítsünk, amely a dendritikus sejtek belsejében rejtőző vírust venné célba" - magyarázta Unutmaz. "A békák peptidjei jó eszközt kínálnak arra, hogy kiderítsük, mi az, amit a vírus tud a dendritikus sejtekről, mi azonban nem. Ha ezt megértjük, akkor egy egész sor olyan új célpontot azonosíthatunk majd, ahol be lehetne avatkozni."

A munkát a jövőben támogatni fogja az AIDS kutatására létrehozott amerikai alapítvány (American Foundation for AIDS Research) is. A kutatók további tevei között szerepel, hogy különféle képalkotó eljárások segítségével megjelenítsék a peptidek pontos hatásmechanizmusát, illetve újabb peptideket keressenek. Abból a szempontból is tesztelni szeretnék az egyes peptideket, hogy vajon alkalmasak-e rá, hogy a HIV-fertőzést megelőző készítményt fejlesszenek ki belőlük. Ha a kutatók megértenék annak a pontos mechanizmusát, hogy a peptidek miként pusztítják el a vírust, akkor az is lehetséges lenne, hogy más, kis méretű kémiai molekulákkal is elérjék ugyanezt. Ezek a vegyületek a peptideknél praktikusabb gyógyszerek lehetnének.

Addig viszont feltétlenül szükség lenne rá, hogy megvédjük a peptideket termelő békafajokat a kipusztulás veszélyétől. "Ha ezt nem tesszük meg, akkor nem lehet majd tanulmányozni azokat a még részben ismeretlen vegyületeket sem, amelyek pedig igen hasznosak lehetnének a számunkra" - mondta Rollins-Smith. A kétéltűek száma világszerte fogyatkozásnak indult, de ennek pontos okai még nem teljesen tisztázottak. Abban egyetértenek a kutatók, hogy nem egyetlen ok áll a jelenség hátterében, hanem összetett és egymással kölcsönhatásban álló ökológiai hatások következményéről van szó. A National Science Foundation négy évre szóló ösztöndíjat ajánlott a Vanderbilt University kutatóinak annak érdekében, hogy Közép-Amerikában és Kaliforniában részletesebben is tanulmányozhassák a kétéltűek pusztulásának okait.

Az eredeti cikk a Journal of Virology c. folyóiratban olvasható.

Illyés András