HIV als Provirus verstehen

Eines der Rätsel bei der Entwicklung von AIDS-Impfstoffen besteht darin, dass das Virus die einzigartige Fähigkeit hat, sich vor der Identifizierung sowohl des Immunsystems als auch der Medikamente, die es neutralisieren sollen, zu "verstecken". Anstatt frei im Blut zu zirkulieren, wo es leicht identifiziert werden kann, bettet sich das Virus in Zellen und Geweben im ganzen Körper in einem sogenannten proviralen Zustand ein.

In seinem proviralen Zustand fügt HIV einfach sein genetisches Material in das seiner Wirtszelle ein. Anstatt sich als frei zirkulierendes Virus zu replizieren, repliziert es sich einfach wie die Wirtszelle repliziert. Infolgedessen wird das körpereigene Immunsystem während dieser Latenzzeit nicht auf das Vorhandensein des Virus aufmerksam gemacht, so dass es von Generation zu Generation ungehindert bestehen bleibt.

HIV ist sicherlich nicht der einzige bekannte Viruspathogen, der dafür bekannt ist, aber seine Fähigkeit, sich selbst zu verbergen, hat die Ausrottung so gut wie unmöglich gemacht, was die Forscher fast 30 Jahre lang verwirrt hat.

Derzeit sind sich die Wissenschaftler noch nicht einmal ganz sicher, wie umfangreich die provirale Penetration ist. Untersuchungen der John Hopkins University aus dem Jahr 2103 legten nahe, dass die zellulären Reservoirs, die HIV beherbergen, bis zu 60-mal größer sein könnten als bisher angenommen.

Während Anstrengungen unternommen werden, um das Virus aus diesen infizierten Zellen zu aktivieren und "zu entfernen", haben sich nur wenige Mittel als geeignet erwiesen, die Aktivierungsniveaus zu erreichen, die erforderlich sind, um eine ausrottende Heilung zu bewirken.

Den proviralen Staat verstehen

Ein Provirus ist per Definition das genetische Material (Genom) eines Virus, das in die DNA einer infizierten Wirtszelle integriert wird.

Es gibt zwei provirale Staaten. Die erste ist einfach ein Stadium der Virusreplikation, wenn das Provirus die genetische Kodierung der Wirtszelle durch einen Prozess namens mRNA-Transkription "entführt" und die Synthese eines neuen Virus steuert, das dann andere Wirtszellen infiziert. Dies wird als produktive Infektion bezeichnet.

Der zweite ist ein Zustand, in dem das Virus nicht aktiv repliziert, sondern passiv in der DNA der Wirtszelle mitgeführt wird, während es sich von Generation zu Generation repliziert. Dies wird als latente Infektion bezeichnet, und die mit Provirus infizierten Wirtszellen werden oft als latente Reservoire bezeichnet.

Eine latente Infektion kann als Reaktion auf Veränderungen in der Umgebung des Wirts oder der Gesundheit des infizierten Individuums plötzlich produktiv werden. Bei HIV tritt dies häufig auf, wenn die antiretrovirale Therapie versagt, sei es aufgrund von Resistenzentwicklung oder suboptimaler Adhärenz und/oder wenn die Immunabwehr infolge einer Infektion geschwächt ist.

Wenn dies geschieht, kann das "stumme" Provirus plötzlich aktiviert werden und mit der Expression seines eigenen Genoms beginnen, wodurch ein neues Virus produziert wird, während die Wirtszelle abgetötet wird.

Eine der Herausforderungen bei der Entwicklung von HIV-Impfstoffen besteht darin, Wege zur effektiven Ausrottung von HIV in seinem latenten proviralen Zustand zu finden. Da HIV kein replizierendes Medikament ist, eine latente Infektion, haben antiretrovirale Medikamente, die durch Hemmung der viralen Replikation wirken, nur geringe Auswirkungen. Als solches ist das Virus im Wesentlichen unsichtbar und kann verborgen bleiben, selbst wenn es einer vollständig unterdrückenden antiretroviralen Therapie ausgesetzt ist.

Wissenschaftler erforschen nun Möglichkeiten, latente Reservoire durch die Verwendung eines oder mehrerer Wirkstoffe zu aktivieren. Bei Erfolg können theoretisch andere Strategien (therapeutisch, immunologisch) eingesetzt werden, um das neu exponierte HIV auszurotten. Der oft als "Kick-Kill" bezeichnete Ansatz kann letztendlich zu einem erfolgreichen Impfstoffkandidaten und/oder einer Strategie führen.