REPLICATION OF HIV-1 SUBTYPE A6 IN THE PRESENCE OF HORMONES INCLUDED IN THE MODERN HORMONAL CONTRACEPTIVES

Full Text

ВВЕДЕНИЕ
В общемировом масштабе женщины и девочки по-прежнему остаются самой
уязвимой группой по ВИЧ-инфекции. Из 36,7 миллионов людей, живущих с ВИЧ,
51% (18,8 миллионов) составляют женщины [UNAIDS, 2018]. Согласно ВОЗ, каж-
дый день среди новых ВИЧ-инфицированных около 43% составляют женщины. При
этом 19% ВИЧ-инфицированных женщин — это девушки в возрасте 15-24 лет [1, 2].
Заболевания, связанные с ВИЧ-инфекцией, остаются ведущей причиной смерти
женщин репродуктивного возраста. Показатели сокращения смертности среди жен-
щин по-прежнему остаются более высокими, чем у мужчин. Этот гендерный разрыв
особенно заметен в Африке к югу от Сахары, где 56% людей, живущих с ВИЧ — это
женщины. К сожалению, данная проблема также актуальна и для отечественного
здравоохранения. В России в 2017 г. среди вновь выявленных ВИЧ-инфицирован-
ных доля женщин составила 40%, из которых 35,3% — это женщины репродуктив-
ного возраста. Согласно эпидемиологическому исследованию, проведенному сре-
ди ВИЧ-положительных женщин, у 45,4% женщин беременность наступила после
установления диагноза ВИЧ-инфекции [3]. По предварительным данным среди
впервые выявленных в 2017 г. ВИЧ-позитивных лиц с установленными факторами
риска, 0,8% составляли дети, инфицированные от матерей во время беременности,
родов и при грудном вскармливании [Справка «ВИЧ-инфекция в РФ в 2017 г.»].
В заявлении ВОЗ говорится, что доступ к квалифицированной медицинской
помощи, службам планирования семьи и доступ к полному спектру методов конт-
рацепции имеют основополагающее значение для обеспечения прав и благополучия
женщин и девочек. В связи с этим, ВОЗ настоятельно рекомендует использование
методов гормональной контрацепции для женщин, имеющих высокий риск инфи-
цирования ВИЧ, и женщин, живущих с ВИЧ, в том числе и тех, кто получает ан-
тиретровирусную терапию (АРТ). ВОЗ также подчеркивает, что добровольное при-
менение комбинированной гормональной контрацепции женщинами, живущих с
ВИЧ и желающими предотвратить нежелательную беременность, является важной
стратегией для профилактики (сокращения) передачи ВИЧ-инфекции от матери
к ребенку [13]. Однако в настоящее время имеющиеся данные, относительно то-
го, влияет ли применение гормональной контрацепции на риск повышения инфи-
цирования ВИЧ, по-прежнему остаются противоречивыми. Например, несколько
исследований показало, что использование инъекционного контрацептива медрок-
сипрогестерона ацетата может повышать риск инфицирования ВИЧ. Десятилетнее
исследование, включающее 1498 женщин и проведенное среди работниц секс-индус-
трии Кении, выявило, что у женщин, которые использовали медроксипрогестерон
ацетат или оральные контрацептивы, был повышенный риск инфицирования ВИЧ,
по сравнению с женщинами, не применяющими гормональную контрацепцию [7].
Широкомасштабное исследование, проведенное среди жительниц 4 африканских
стран: Кении, Лесото, Малави и Зимбабве (4549 женщин), также показало, что у
женщин, использующих медроксипрогестерон ацетат, отмечался повышенный риск
инфицирования ВИЧ [8]. Напротив, другое исследование, проведенное в Уганде и
Зимбабве (4439 женщин), не выявило повышенного риска инфицирования ВИЧ,
связанного с использованием оральных или инъекционных контрацептивов [9]. Не
было выявлено увеличения риска прогрессирования ВИЧ-инфекции среди ВИЧ-
инфицированных женщин, использующих гормональную контрацепцию, и в ре-
зультате исследования, проведенного в семи странах Восточной и Южной Африки с
участием 2269 хронически инфицированных женщин [6].
Основываясь на имеющихся данных 1 июня 2015 г., ВОЗ выпустила 5 издание
руководства «Рекомендации по использованию методов гормональной контрацеп-
ции у женщин, имеющих высокий риск инфицирования ВИЧ», включающее более
2000 рекомендаций относительно 25 различных методов контрацепции. В декабре
2016 г. в данные рекомендации были внесены некоторые уточнения. В рекомендациях
указывается, что поскольку существующие исследования по изучению связи между
применением гормональной контрацепции и инфицированием ВИЧ имеют важ-
ные методологические ограничения, затрудняющие их интерпретацию, невозможно
дать однозначный ответ, увеличивают ли гормональные средства контрацепции риск
инфицирования ВИЧ или нет [12]. В них подчеркивается, что в проведенных иссле-
дованиях не были учтены такие поведенческие характеристики женщин, как ее сек-
суальная активность, использование или неиспользование презервативов, наличие
нескольких сексуальных партнеров, т.е. те факторы, которые могут также оказывать
влияние на риск инфицирования ВИЧ. Поэтому женщинам, имеющим высокий риск
ВИЧ-инфицирования, и женщинам с бессимптомным или умеренным клиническим
течением заболевания ВИЧ (стадия 1 или 2 по классификации ВОЗ) рекомендуется
применять без ограничения методы комбинированной гормональной контрацепции
(комбинированные оральные контрацептивы, комбинированные контрацептивные
пластыри, комбинированные контрацептивные вагинальные кольца), чисто прогес-
тиновые таблетки, субдермальные контрацептивные импланты, содержащие лево-
норгестрел (ЛНГ) и этоногестрел (ЭТГ). Женщинам, имеющим высокий риск ВИЧ-
инфицирования, также рекомендуется использовать такие инъекционные средства,
как медроксипрогестерон ацетат и норэтистерон энантат, поскольку преимущества
данного метода контрацепции перевешивают возможное повышение риска инфици-
рования ВИЧ. При этом подчеркивается, что женщин, использующих инъекционный
метод прогестиновой контрацепции и имеющих высокий риск ВИЧ-инфицирования,
необходимо информировать о том, что есть вероятность того, что чисто прогестино-
вые инъекционные средства контрацепции могут повышать риск инфицирования
ВИЧ. Поэтому им следует настоятельно рекомендовать всегда использовать мужские
или женские презервативы, а также другие меры профилактики ВИЧ.
С учетом широкого применения гормональной контрацепции и противоречи-
вых данных о ее влиянии на прогрессирование ВИЧ-инфекции нами было проведе-
но изучение на модели клеточных культур, как женские гормоны, входящие в состав
контрацептивов (β-эстрадиол и прогестерон), влияют на репликацию ВИЧ-1 и эф-
фективность действия антиретровирусных препаратов.
МАТ Е Р И А Л Ы И М Е Т О Д Ы
Клеточные культуры: мононуклеарные клетки периферической крови (МНК)
доноров, стимулированные ФГА (2 мкг/мл); лимфобластоидные клеточные линии
МТ-4 и Jurkat. Инфицирование клеток: клетки инфицировались ВИЧ-1 субтипа А6,
преобладающего на большей части территории Российской Федерации, и культи-
вировались в течение 6 дней в присутствии различных концентраций β-эстрадиола
и прогестерона, без/или с добавлением антиретровирусных препаратов ламивудина
(3ТС), этравирина (ETR) и индинавира (IDV). Мониторинг вирусной продукции
осуществлялся путем количественного определения р24 в культуральной жидкости
клеток, на 6 день после инфицирования. эксперименты ставились в 8 повторах.
Концентрации гормонов: 1,1 мкг/мл — 5,4 мкг/мл (низкие концентрации);
26 мкг/мл — 136 мкг/мл (высокие концентрации).
Схемы инфицирования клеток: клетки + гормон, контакт 30 мин + вирус; клет-
ки + вирус, контакт 30 мин + гормон; одномоментное внесение вируса и гормона в
клетки.
Антиретровирусные препараты: ламивудин (3ТС) — 2,5 мкг/мл; этравирин
(ETR) — 2,5 мкг/мл; индинавир (IDV) — 2,5 мкг/мл.
Р Е З У Л ЬТАТ Ы И О Б С У Ж Д Е Н И Е
Низкие концентрации β-эстрадиола (1,1-5,4 мкг/мл) ингибировали реплика-
цию вируса (р24: 1,8 и 3,8 нг/мл, соответственно; p≤0,03 и p≤0,02; контроль вируса
(КВ): 9,0 нг/мл). Те же самые концентрации прогестерона неначительно снижали
уровень вирусной продукции (p24: 6,7 и 8,0 нг/мл, соответственно; p≤0,02 и p≤0,02;
КВ:9,0 нг/мл). Однако наблюдалось увеличение вирусной репликации в присутс-
твии более высоких концентраций β-эстрадиола и прогестерона. При концентраци-
ях β-эстрадиола в количестве 26-136 мкг/мл уровень р24 составил 12 и 16,5 нг/мл,
соответственно; р≤0,02 и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл. При концентрациях прогестерона
26-136 мкг/мл, уровень р24 составил 11,7 и 16,0 нг/мл, соответственно; р≤0,03 и
p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл.
При культивировании инфицированных МНК одновременно, в присутствии
β-эстрадиола (26 мкг, 136 мкг) и препарата класса НИОТ ламивудина (3ТС, 2,5 мкг/мл)
было отмечено неполное подавление репликации вируса (р24: 0,7 нг/мл и 1,2 нг/мл,
соответственно; p≤0,02 и p≤0,01; КВ:9,0 нг/мл). Неполное подавление вирусной про-
дукции наблюдалось и при культивировании инфицированных МНК одновремен-
но, в присутствии прогестерона (26 мкг, 136 мкг) и 3ТС (2,5 мкг/мл): (р24: 1,7 нг/мл
и 2,6 нг/мл, соответственно; p≤0,02 и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл). Аналогичная картина
наблюдалась при репликации вируса в присутствии гормонов и препарата класса
ННИОТ этравирина (ETR, (2,5 мкг/мл): β-эстрадиол (26 мкг, 136 мкг): р24: 0,9 нг/
мл и 1,5 нг/мл, соответственно; p≤0,01 и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл); Прогестерон (26 мкг,
136 мкг): р24: 1,7 нг/мл и 2,6 нг/мл; p≤0,02 и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл. Также неполное
подавление репликации вируса отмечалось при культивировании инфицированных
МНК в присутствии гормонов и препарата класса ИП индинавира (IDV 2,5 мкг/мл):
β-эстрадиол (26 мкг, 136 мкг) — р24: 3,5 нг/мл и 4,4 нг/мл, соответственно; р≤0,01
и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл; Прогестерон (26 мкг, 136 мкг) — р24: 2,9 нг/мл и 4, 2 нг/мл
соответственно; р≤0,02 и p≤0,02; КВ:9,0 нг/мл. В отсутствии гормонов при добавле-
нии антиретровирусных препаратов (3TC, ETR, IDV) в той же самой концентрации
(2,5 мкг/мл) наблюдалось полное подавление вирусной продукции.
При использовании различных клеток получены одинаковые результаты. Также
не было выявлено разницы в результатах при использовании разных схем инфици-
рования клеточных культур.
Таким образом, в ходе проведенных исследований по изучению влияния женс-
ких половых гормонов β-эстрадиола и прогестерона, входящих в состав современных
гормональных контрацептивов, было показано, что in vitro высокие концентрации
стероидных гормонов усиливают вирусную репликацию в 1,3 раза при концентра-
ции 26 мкг/мл и в 1,8 раза при концентрации 136 мкг/мл. Вследствие повышения
репликации вируса происходит снижение эффективности действия антиретрови-
русных препаратов и неполное подавление вирусной активности. Так, подавление
репликации вируса при концентрации гормонов 26 мкг/мл и в присутствии препа-
рата класса НИОТ (нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы) для β-эст-
радиола составило 92%, для прогестерона — 77% (p≤0.02 и p≤0.02, соответственно).
При концентрации гормонов 136 мкг/мл подавление репликационной активности
для β-эстрадиола отмечалось на 87%, для прогестерона — на 69% (p≤0.01 и p≤0.02).
Аналогичная картина наблюдалась при репликации вируса в присутствии гормонов
и препарата класса ННИОТ (ненуклеозидные ингибиторы обратной транскрип-
тазы). Подавление репликации вируса при концентрации гормонов 26 мкг/мл для
β-эстрадиола отмечалось на 90%; для прогестерона — на 81% (p≤0.01 и p≤0.02), и
при концентрации гормонов 136 мкг/мл для β-эстрадиола — на 83%; для прогесте-
рона — на 71% (p≤0.02 и p≤0.02). Неполное подавление репликации вируса также
выявлено при репликации вируса в присутствии высоких концентраций гормонов и
препарата класса ИП (ингибиторы протеазы). Подавление репликации вируса при
концентрации гормонов 26 мкг/мл для β-эстрадиола отмечалось лишь на 61%; для
прогестерона — на 68% (p≤0.02 и p≤0.02). При концентрации гормонов 136 мкг/мл
ингибирование репликативной активности для β-эстрадиола выявлено на 51%; для
прогестерона — на 53% (p≤0.01 и p≤0.01). В отсутствии гормонов в инфицированных
клетках при добавлении антиретровирусных препаратов различного класса наблю-
далось полное подавление вирусной продукции.
Механизмы, в результате которых эстрадиол и прогестерон усиливают актив-
ность вируса, не до конца ясны. Но недавние исследования показали, например,
что рецептор эстрогена ERα взаимодействует со многими транскрипционными
факторами, включая Sp1, AP-1, NF-kB, влияя на их транскрипционную активность
[10, 11]. В то же время, хорошо известно, что NF-kB и Sp1 являются ключевыми фак-
торами стимуляции репликации ВИЧ-1. Возможно, что эстраген активирует транс-
крипцию вируса путем взаимодействия с транскрипционными факторами NF-kB
и Sp1. Также было установлено, что прогестерон увеличивает экспрессию CXCR4
(ко-рецептор, играющий ключевую роль в инфицировании клетки-мишени виру-
сом) на поверхности как неинфицированных, так и инфицированных мононукле-
арных клеток [5]. Это позволяет предположить, что прогестерон может оказывать
влияние на ВИЧ на рецепторном уровне.
Известно, что физиологический гормональный уровень колеблется в перифе-
рической крови и репродуктивных органах женщин в течение менструального цик-
ла. Накоплено достаточно много данных, свидетельствующих о том, что подобная
флуктуация уровня гормонов играет важную роль при иммунном ответе организма
на ВИЧ-инфекцию и подверженности инфицированию. Показано, что эстрадиол и
прогестерон регулируют репликацию ВИЧ-1 в МНК, усиливая репликацию вируса
в середине пролиферативной фазы и снижая его репродукцию в середине секретор-
ной фазы [4]. Усиление вирусной репликации под воздействием женских половых
гормонов свидетельствует о том, что на эффективность действия антиретровирусных
препаратов в значительной степени может влиять гормональный уровень пациента.
Учитывая это, женщинам, имеющим высокий риск инфицирования ВИЧ, целесо-
образно перед назначением гормональной контрацепции проводить мониторинг
уровня β-эстрадиола и прогестерона, который может меняться во время менструаль-
ного цикла и беременности. Женщинам, получающим АРТ и применяющим методы
гормональной контрацепции, необходимо проводить одновременный мониторинг
уровня гормонов и концентрации антиретровирусных препаратов не только в плаз-
ме крови, но и на клеточном уровне.

About the authors

M. N. Nosik

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

K. A. Ryzhov

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

A. V. Potapova

Sechenov First Mosсow State Medical University

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

References

Supplementary files