Al tientallen jaren geloofde men dat HIV op vrij eenvoudige wijze tot AIDS is geëvolueerd: zich als vrij circulerend virus door het lichaam verspreidt, zich vastklampt aan immuuncellen (voornamelijk CD4 + T-cellen) en kaping van hun genetische machinerie om meerdere kopieën van zichzelf te maken. Door dit te doen, kan HIV zich door het hele systeem verspreiden, in aantal toenemen tot er voldoende T-cellen worden gedood om de immuunafweer van een persoon volledig te compromitteren (de klinische definitie van AIDS).
Opkomend onderzoek suggereert dat dit waarschijnlijk niet het geval is, of in ieder geval niet het ziektepad dat we al lang vermoedden. Sinds het einde van de jaren negentig begonnen wetenschappers al te constateren dat HIV zich ook rechtstreeks van cel tot cel kan verspreiden zonder dat er een virus met vrije circulatie ontstaat.
Deze secundaire transmissiewijze, volgens onderzoek van het in San Francisco gevestigde Gladstone Institute of Virology and Immunology, , is tussen de 100 en 1.000 keer efficiënter in het uitputten van CD4-cellen dan het vrij circulerende virus en kan gedeeltelijk helpen verklaren waarom de huidige vaccinmodellen HIV niet adequaat kunnen voorkomen of neutraliseren.
Door zichzelf van cel naar cel te zenden, kan HIV een cellulaire kettingreactie veroorzaken waarbij de immuuncellen letterlijk massaal zelfmoord plegen. Onderzoek suggereert dat op deze manier maar liefst 95% CD4-celdood wordt veroorzaakt, in tegenstelling tot slechts 5% met gratis virus.
Cel-naar-cel transmissie verklaren
Cel-naar-cel overdracht van HIV vindt plaats via zogenaamde "virologische synapsen", waarbij de geïnfecteerde cel hecht aan een "rustende" gastheercel en virale eiwitten gebruikt om het celmembraan te doorbreken. (Het proces werd in 2012 op video vastgelegd door wetenschappers van UC Davis en Mount Sinai School of Medicine.)
Eenmaal binnengevallen reageert de gastheer op de fragmenten van gedeponeerd viraal DNA, wat een proces met de naam pyroptosis teweegbrengt, waarin de cel het gevaar herkent signalen en zwelt geleidelijk op en explodeert, zelfmoord. Wanneer dit gebeurt, geeft de burst-cel inflammatoire eiwitten cytokines af die andere immuuncellen signaleren voor de aanvalscellen die vervolgens actief worden getarget op HIV-infectie.
De Gladstone-onderzoekers waren in staat om aan te tonen dat door cel-naar-cel contact-through chemische remmers, synaptische blokkers of zelfs fysiek scheiden van de cellen te voorkomen, de CD4-celdood effectief werd gestopt. Ze concludeerden dat cel-celcontact "absoluut noodzakelijk" was om celdood (en ziekteprogressie) te laten plaatsvinden.
Implicaties van het onderzoek
Wat deze bevindingen bijzonder belangrijk maakt, is dat ze niet alleen de mechanismen voor CD4-celuitputting verklaren, maar ook inherente zwakheden in het huidige vaccinontwerp onder de aandacht brengen.
Over het algemeen hebben HIV-vaccinmodellen zich gericht op het primen van het immuunsysteem om oppervlakte-eiwitten op het vrije circulerende virus te herkennen en aan te vallen. Wanneer HIV echter van cel naar cel wordt overgedragen, is het in essentie ongevoelig voor aanvallen, beschermd tegen detectie vanuit de eigenlijke constructie van de geïnfecteerde cel.
Om dit te ondervangen, zullen nieuwere modellen het immuunsysteem beter moeten helpen richten op eiwitten die van vitaal belang zijn voor synaptische vorming en / of om antivirale middelen te creëren die het synaptische proces kunnen remmen. Als dit kan worden bereikt, kan het vermogen van HIV om door te stoten naar AIDS aanzienlijk worden beperkt of zelfs worden gestopt.
Hoewel de mechanismen voor cel-celtransmissie nog niet volledig worden begrepen, representeren de bevindingen een diepgaande verandering in ons begrip van de voortgang van HIV naar AIDS en geeft het ons een idee van de mogelijke strategieën voor HIV-uitroeiing.
