Zeitschrift für Data Mining in Genomics & Proteomics

Abstrakt

Infektomische Einblicke in die Rolle des Exosymbiose-Endosymbiose-Ungleichgewichts (EESI) bei HIV-1- und SIV-Infektionen

Sheng-He Huang und Yan-Hong Zhou

Die überwiegende Mehrheit der Mikroben bildet mit dem Wirt einen gesunden symbiotischen „Superorganismus“. Es gibt zwei Arten von Symbiose (Sym): Exosymbiose (z. B. Mikrobiota) und Endosymbiose (z. B. Mitochondrien). Es wird vermutet, dass das Exo-Endo-Sym-Gleichgewicht (EESB) in hohem Maße zur Aufrechterhaltung der Homöostase des Wirts beiträgt. Veränderungen des EESB durch mikrobielle (z. B. bakterielle und virale Krankheitserreger) und nicht-mikrobielle Faktoren (z. B. Drogenmissbrauch, Ernährung und/oder Lebensstil) können diese symbiotische Beziehung jedoch stören und Krankheiten wie entzündliche Darmerkrankungen und das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS) fördern. Progressives AIDS, das durch das humane Immundefizienzvirus (HIV) und das Affenimmundefizienzvirus (SIV) verursacht wird, ist durch systemische Entzündungen, opportunistische Infektionen und bösartige Erkrankungen gekennzeichnet, die aus einer allgemeinen, durch Immunaktivierung vermittelten Zerstörung des gesunden symbiotischen Superorganismus resultieren. Sowohl bei HIV- als auch bei SIV-Infektionen treten zwei extreme Phänotypen auf, darunter eine langsame oder schnelle Entwicklung von AIDS (Pat: Pathogenese) bei einer Mehrheit der infizierten Menschen und der nicht natürlichen Primatenwirte (d. h. Rhesusaffen, RMs) und eine Nichtentwicklung von AIDS (Sym) bei einer Minderheit der infizierten Menschen und der natürlichen Primatenwirte (d. h. Rußmangaben, SMs). Kürzlich konnte durch infektomische Studien der extremen Phänotypen von HIV/SIV-Infektionen nachgewiesen werden, dass sowohl exosymbiotische als auch endosymbiotische Störungen zur Entstehung von AIDS beitragen. Die Beteiligung der EESB an der Pathogenese und Therapie von HIV-Infektionen wird immer deutlicher. Tatsächlich wurden im Zusammenhang mit HIV/AIDS zahlreiche Veränderungen der mikrobiellen Vielfalt, Häufigkeit und Zusammensetzung der Darmmikrobiota sowie der mitochondrialen Funktionen beobachtet, was darauf hindeutet, dass bei dieser Krankheit EESB-Probleme bestehen. HIV-Virotoxine sind daran beteiligt, Mitochondrien auszunutzen, um die gezielte, fortschreitende und unaufhaltsame Erschöpfung wichtiger Immunzellen (z. B. CD4-T-Zellen) zu fördern, ein Kennzeichen von HIV/SIV-Infektionen. Diese Erkenntnisse stützen die Annahme, dass das Exo-Endo-Sym-Ungleichgewicht (EESI) eine zentrale Rolle in der Epidemiologie, Pathogenese und Behandlung von Infektionskrankheiten spielen könnte, darunter auch AIDS, das durch HIV-1 und SIV verursacht wird. Die Korrektur der EESI-Probleme bei HIV/SIV-Infektionen könnte zu einer rationalen Bekämpfung von AIDS führen.