ウイルスが感染する様子をライブ撮影 エイズと社会ウェブ版334

 フランスの研究グループが、体内で免疫細胞にHIVが感染する様子をライブ撮影し、その動画を公表しているということで、国連合同エイズ計画(UNAIDS)の公式サイトに紹介されています。研究者へのインタビューによると、正確には体内での撮影ではなく、体内の粘膜から再構築して撮影可能なようにした細胞、およびHIVに感染した細胞を使い、試験管レベルで顕微鏡による動画撮影を行ったということのようです。

 訳していても、おじさんはもう頭がこんがらかってしまいそうだよ状態でしたが、とりあえず日本語仮訳を作成しました。

 この体内の細胞と同じ条件のものを再構築するというところが、この研究の最大の難所だったようです・・・などと一応、書いていますが、相変わらず頭の中はこんがらがったまま。

 研究者によると、研究の『ユーレイカモーメント(決定的瞬間)は、銃弾が発射されるように、ウイルスが糸状に流出するのをフィルムがとらえた時』だったそうです。

 『流出はほぼ2時間にわたって続き、それが終わると感染している細胞は興味をなくしたかのように離れ去っていきました』

 なんといいましょうか、HIVに感染した細胞というのは、セックスの後の薄情な男のようなところがありはしないか・・・おじさんとしては、この程度の理解が精いっぱい。調子に乗って的外れな感想を書き連ねているとセクハラの指弾も受けかねませんね。早々に撤退しましょう。

 UNAIDSのFeature Newsには 顕微鏡撮影の動画もYoutubeで見られるようになっているので、ま、百聞は一見にしかずということで、まずはそちらの動画を見てください。

www.youtube.com

www.unaids.org

 

HIV感染をライブ撮影 フランスの研究者

 2018528日 UNAIDS Feature Story

 健康な細胞にHIVが感染するところをフランスの研究チームがライブ撮影に成功した。UNAIDSはこの快挙についてフランス国立科学研究センター(CNRS)研究チームのモルガン・ボムセル部長に聞いた。

 

―― HIVが感染するところを撮影しようとした動機は?

モルガン・ボムセル(MB):HIVの感染はそれほど詳細に研究されているわけではなく、性行為の際に性器分泌液の中のHIVがどのようにして感染していくのかも正確には分かっていません。どのような手順で免疫細胞に感染していくのかがわかっていないのです。感染の圧倒的多数は性器または直腸の粘膜を通じて起きています。しかし、細胞表面はいろいろであり、それもHIVが体内に入っていくのに影響します。

 

――難しかったのは?

MB  ライブ撮影に適したかたちになるよう性器分泌液で感染する性器粘膜に似た実験モデルを確立することです。人の細胞をもとに試験管内で男性の尿道粘膜を再構築しました。その粘膜の表面を赤くし、感染した白血球(Tリンパ球、精液や膣分泌液で主に感染する細胞)は蛍光の緑色に染めて、HIVに感染した細胞も蛍光緑色になるようにしています。

 HIVが粘膜に入る様子を追跡していくにはシステムを蛍光にしてライブでスキャンする必要がありました。最終的に顕微鏡のレンズで細胞間の接触が見えるようなシステムを工夫しなければならなかったのです。もちろん、その作業はすべて極めて高い安全性を確保しつつ進める必要がありました。全員が手袋を二重に着け、帽子とガウンとゴーグルとマスクを着用しました。

 

――やったと思ったのはいつですか?

MB ユーレイカモーメント(決定的瞬間)は、銃弾が発射されるように、ウイルスが糸状に流出するのをフィルムがとらえた時です。流出はほぼ2時間にわたって続き、それが終わると感染している細胞は興味をなくしたように離れ去っていきました。

 

――ビデオで説明してください。

MB  HIVに感染している細胞はグリーンで表示され、蛍光のウイルスを生み出していきます。緑の点に見えます。

 いま私たちが観ているのは、HIVに感染している細胞が、性器粘膜の表面から採取して再構築した健康な細胞の表面に自ら接触していくところです。

 ふだんは異物の小片やがん細胞などを飲み込む免疫システムの白血球、マクロファージが赤い小片を飲み込み、それが青くなったマクロファージの核に少し近づいていきます。

 HIVに感染している細胞が粘膜の表面に近づき、そっととりつきます。この接触により、あるいは接触に導入されて、感染している細胞が接触面にできかけのウイルスを集めていきます(つぎはぎのような黄緑のかたまりです)。次にできかけのウイルスが緑色の点に見える完全な感染性を持つウイルスになって吐き出されていくのです。

 この緑色のウイルスはトランスサイトーシス(経細胞輸送)と呼ばれるプロセスで細胞の表面を突き抜けていきます。ウイルスは細胞に入り、感染性を持ったまま、反対側の上皮バリアから出ていきます。この結果、異物を探索し、食べ、破壊する役割を担うタイプの白血球をHIVが突き抜け、感染していくのです。そして、いったん核の内部に入ったウイルスは、自ら細胞の遺伝子物質、DNAに入り込み、体を守る役割の白血球がウイルスをつくり始めるのです。

 

――なにがHIVのキュア(完治)を妨げるのですか?

MBHIVに感染したまま休眠状態の白血球があるのでキュアは極めて困難なのです。免疫細胞にとっては、こうした細胞を見つけて殺すことが難しいし、医学者も研究しづらい。抗レトロウイルス薬はウイルスが体内で広がるのを防ぎ、免疫システムは活発にウイルスのDNAを複写する細胞を標的にします。しかし、患者が服薬をやめると、リザバーとなって眠っていた細胞が問題を起こすのです。こうした細胞がゆっくりと目覚め、ウイルスは自由に複製できるようになります。

 

 

 

 

 

Feature story

HIV transmission filmed live by French scientists

28 May 2018

A team of French researchers has succeeded in filming HIV infecting a healthy cell. UNAIDS spoke to Morgane Bomsel, Research Team Director at the French National Center for Scientific Research (CNRS), about the feat.

 

What motivated you to film HIV transmission?

Morgane Bomsel: HIV transmission has not been studied much and we had no precise idea of the exact sequence of events leading to HIV infection of genital fluids during sexual intercourse. Neither did we know how immune cells are infected and what the consequences are. The vast majority of new HIV infections are acquired via the genital and rectal mucosa; however, the outer layer, the epithelium, of those tissues varies and affects how HIV enters the body.

 

What were the challenges?

MB: The challenges involved building an experimental model that mimicked genital mucosa infected by genital fluids suitable for live imaging. We reconstructed in vitro human male urethral mucosa based on human cells, the surface of which had been engineered to be red, and an infected white blood cell (a T lymphocyte, the main infectious element in sexual fluids) that was engineered to be fluorescent green and in turn would produce fluorescent green HIV infectious particles.

 

We had to render the system fluorescent to be able to visualize it and track HIV entry in the mucosa by live fluorescent scanning. Finally, we had to devise a system to allow the microscope lens to visualize the contact between the cells. All of this, of course, was done in an extremely secure setting and all of us were wearing two pairs of gloves and a hat, a coat, glasses and a mask.

 

When did you know you had a breakthrough?

MB: Our eureka moment was when we captured on film the spillage of a string of viruses, like a gun showering bullets. This lasts for a couple of hours and then, as if the infected cell has lost interest, it detaches itself and moves on.

 

Please walk us through the video

MB: The HIV-infected cells are labelled in green and produce fluorescent viruses that appear as green dots.

What we see is the HIV-infected cell attaching itself closely to the outer layer, the epithelium, of healthy reconstructed cells of a genital tract mucosal lining.

White blood cells of the immune system, macrophages, that usually engulf foreign substances, debris or cancer cells are seen engulfing the red particles slightly moving next to the blue macrophage nucleus.

The HIV-infected cell approaches the surface of the mucosa and places itself gently on the surface. Owing to, or induced by, contact, the infected cell recruits preformed viruses towards the cell contact (the intense yellow green patches) and then starts to spit those preformed viruses as full infectious viruses that appear as green dots.

These green viruses penetrate the outer layer of the tissue by a process called transcytosis—a type of transcellular transportation. The viruses enter the cell and exit, still infectious, at the other side of the epithelial barrier. As a result, HIV penetrates the types of white blood cells responsible for detecting, engulfing and destroying foreign substances and infects them. Once inside the nucleus, the virus inserts itself in the genetic material, the DNA, and the blood cells that are meant to protect the body start to produce viruses.

Interestingly enough, the video showed that the production of viruses does not last very long. After three weeks, the infected white blood cells become dormant and a reservoir of white blood cells is formed.

 

What makes HIV particularly tricky to cure?

MB: Attempts to cure HIV have been very difficult because of the dormant infected white blood cells. Those cells are hard for the immune system to find and kill, and for the scientist to study. Antiretroviral medicines prevent the virus from spreading throughout the body and the immune system targets cells that are actively transcribing viral DNA. But because of the reservoir, these cells become a problem if a patient stops taking antiretroviral therapy. They can slowly awaken, allowing the virus to replicate freely.