Исследователи выбрали для изучения Ботсвану ― и это неслучайно. Эта страна входит в тот регион Африки, который больше всего страдает от ВИЧ (а именно ― от его разновидности HIV-1C). В целом же среди 38 миллионов больных по всему миру доля жителей Африканского региона составляет 65–70%. При этом масштабные геномные исследования африканских пациентов и африканской разновидности вируса ранее не проводились. В основном ученые были сосредоточены на варианте HIV-1B, распространенном среди американских и европейских пациентов.
Среди всего населения Ботсваны (около 3 миллионов человек) 25% ― то есть буквально каждый четвертый ― являются носителями ВИЧ-инфекции. Чтобы решить эту проблему, еще в 1996 году в столице страны, Габороне, был основан Ботсванско-Гарвардский институт СПИДа (Botswana Harvard AIDS Institute). Основал его профессор Гарварда и один из авторов вышедшей статьи Макс Эссекс.
Целью организации было не только предоставить пациентам доступ к современным методам лечения ВИЧ, но и помочь ученым проводить наблюдения, эпидемиологические и генетические исследования. Группу специалистов, которые занимались последними, возглавил профессор Стивен О`Брайен (в то время возглавлявший лабораторию геномного разнообразия в Национальном институте онкологии в составе Американских национальных институтов здоровья), также один из авторов опубликованной статьи.
Ботсванско-Гарвардский институт СПИДа. Источник: aids.harvard.edu
В качестве базы для геномных исследований были использованы данные более тысячи женщин. Это обусловлено тем, что Ботсванско-Гарвардский институт СПИДа был сосредоточен на решении конкретной проблемы ― передачи инфекции от беременных своим детям. В итоге были проанализированы 1173 пациентки ― и это стало самым масштабным геномным исследованием среди жителей всего африканского континента.
«К 1996 году стало очевидно, что СПИД в Африке стал эпидемией и угрожает большей части населения региона. Частично именно потому, что ВИЧ стал распространяться именно среди гетеросексуальных пар. Попытки же найти гены, которые связаны с риском заразиться ВИЧ и заболеть СПИДом, мы начали еще в 90-х годах. Мы обнаружили около 50 таких генов. Но проблема была в том, что почти все исследования относились исключительно к белому населению США и Европы и варианту HIV-1B. Об африканском же населении было очень мало работ. Нынешняя публикация посвящена самому масштабному исследованию жителей Африки», ― объясняет Стивен О`Брайен.
В ходе работы ученые выделили три гена, наличие определенных вариантов которых увеличивает вероятность носителя заболеть СПИДом. Каждый из этих геномных вариантов также присутствует в ранее проведенных исследованиях среди американских и европейских групп пациентов, что подтвердило догадку авторов работы.
Ген AP3B1 играет важнейшую роль в репликации вируса ВИЧ и его высвобождении из клеток. PRPRA кодирует мембранные рецепторы и входит в группу ферментов протеин-тирозин фосфатазы, в которую также входят гены, ответственные за развитие рака. Наконец, NEO1 кодирует белки на поверхности клеток и играет важную роль в процессах воспаления, провоцируемых ВИЧ-инфекцией. Также этот ген участвует в кодировании антител, которые являются частью защитных механизмов человека.
Как отмечает профессор О`Брайен, наибольший интерес среди трех этих генов представляет AP3B1. Он в том числе ответственен за такую редкую генетическую болезнь, как синдром Германски-Пудлака (Hermansky-Pudlak). Внешне этот синдром проявляется в виде альбинизма и часто является причиной смерти.
Женщина с альбинизмом и ее сын. Источник: depositphotos.com
«Почему нам кажется, что этот ген особенно важен? При анализе генома жителей Ботсваны мы обнаружили, что мутация этого гена приводит не только к альбинизму, но и к иммунодефициту. А еще ― что не было найдено гомозигот по этой мутации, причем ни среди жителей данного региона, ни среди всех генотипов, собранных в ходе проекта "Тысяча геномов" (1000 Genomes Project). Этот факт может указывать на летальность варианта, когда он присутствует в двух копиях. На риск заболеть СПИДом влияет именно гомозиготность или гетерозиготность данного гена. Это очень интересно с точки зрения генетики, хотелось бы изучить это подробнее», ― комментирует Стивен О`Брайен.
Еще один важный итог работы заключается в том, что результаты исследования были повторены для афроамериканцев. Это позволило уточнить роль не только трех уже упомянутых генов, но и еще 13 ранее изученных генов, которые, как считают ученые, могут давать носителю резистентность против смертоносного вируса. Но что самое главное, проделанная работа позволит гораздо глубже изучить вариант HIV-1C ― а значит, и разработать методику его лечения.
Подробнее об исследовании: Andrey K. Shevchenko, Daria V. Zhernakova, Sergey V. Malov, Alexey Komissarov, Sofia M. Kolchanova, Gaik Tamazian, Alexey Antonik, Nikolay Cherkasov, Sergey Kliver, Anastasiia Turenko, Mikhail Rotkevich, Igor Evsyukov, David Vlahov, Prisca K. Thami, Simani Gaseitsiwe, Vladimir Novitsky, Myron Essex, and J. O’Brien. Genome-wide association study reveals genetic variants associated with HIV-1C infection in a Botswana study population. PNAS November 23, 2021; vol. 118 no. 47
