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De nouvelles recherches combinant modélisation informatique et expériences avec des singes macaques montrent que le système immunitaire de l’organisme aide dans une large mesure à contrôler les infections par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) en supprimant la production de virus dans les cellules déjà infectées tout en tuant simultanément les cellules infectées par le virus, mais seulement dans un laps de temps étroit. début d’infection d’une cellule.
“Pour éliminer le VIH, nous devons comprendre comment le système immunitaire tente de contrôler l’infection”, a déclaré Ruy M. Ribeiro, biologiste théoricien au Laboratoire national de Los Alamos qui a dirigé le développement du modèle sur lequel repose la recherche. Ribeiro est l’auteur correspondant de l’article sur les résultats, publié dans Communication naturelle.
L’équipe de recherche comprenait Alan S. Perelson, chercheur principal de Los Alamos, et un ancien boursier postdoctoral de Los Alamos, maintenant au Fred Hutchinson Cancer Research Center. Ses collaborateurs de l’Université de Pittsburg ont mené des expériences sur des macaques infectés par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) pour valider le modèle. Les infections au SIV chez les singes se comportent de la même manière que le VIH chez les humains.
Soutenir le système immunitaire dans la lutte contre le VIH
« Le système immunitaire ne peut pas éliminer l’infection par le VIH », note Ribeiro, « mais il est très important de déterminer le mécanisme existant par lequel il contrôle le VIH dans une certaine mesure afin de développer des traitements qui améliorent ce mécanisme. Si nous parvenons à moduler le système immunitaire pour y répondre : « Si nous pouvons aider à mieux contrôler le VIH, nous pourrons peut-être guérir la maladie à un moment donné. »
Sous la direction générale de Perelson, Los Alamos est un leader mondial dans la modélisation des infections virales, y compris le VIH, depuis le milieu des années 1990. Pour l’article de Nature Communications, l’équipe de recherche a développé un modèle mathématique publié en 2017 par Ribeiro et d’autres à Los Alamos qui simule les interactions et le cycle de vie des cellules infectées, des cellules déjà infectées et du virus.
Le nouveau modèle simule également les effets possibles de la réponse immunitaire, notamment la destruction des cellules, la création de protéines qui suppriment la production de virus ou la construction d’une défense empêchant le virus de pénétrer dans les cellules.
Résoudre une question ouverte sur le VIH
La recherche s’est concentrée spécifiquement sur un type de réponse immunitaire médiée par les lymphocytes T CD8+, résolvant une question ouverte dans la recherche sur le VIH : ces lymphocytes T contrôlent-ils le VIH en tuant les cellules du VIH ou en tuant les cellules humaines, ce qui amène les gens à utiliser des défenses contre l’infection ?
« Il y a eu une controverse quant à savoir si ce type de lymphocytes T contrôle l’infection en tuant les cellules infectées ou en contrôlant d’une manière ou d’une autre le virus sans tuer les cellules infectées. C’est pourquoi nous essayons de faire la distinction entre ces possibilités et ces mécanismes », a déclaré Ribeiro.
La réponse était « un peu des deux ».
Pour isoler le rôle des cellules T, l’équipe de Los Alamos a exécuté le modèle pour prédire les effets du traitement différent de groupes de macaques infectés avec des anticorps et des médicaments antiviraux.
Certains macaques ont été traités avec un médicament conçu pour prévenir l’infection en empêchant l’intégration du virus dans l’ADN des cellules des macaques. Ce médicament, appelé inhibiteur de l’intégrase, “a montré la dynamique de la première partie du cycle de vie du virus que nous ne pouvions pas facilement détecter avec d’autres types de traitement”, a déclaré Ribeiro. “C’est comme si nous utilisions un microscope.”
D’autres macaques ont été traités avec un anticorps qui épuise les cellules T CD8+, éliminant ainsi leur rôle dans la lutte contre l’infection. Une troisième cohorte de macaques a reçu les deux traitements.
L’équipe de Los Alamos a ensuite exécuté le modèle pour analyser les données sur les macaques et déterminer les effets des différentes réponses immunitaires. À partir du modèle, ils ont dérivé les mécanismes immunitaires les plus pertinents qui décrivent plus en détail les données observées.
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