Az AIDS modellezése Müller Viktor ELTE Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék

Az AIDS felfedezése 1981: az AIDS felismerése Acquired Immune Deficiency Syndrome 1983: a kórokozó izolálása Human Immunodeficiency Virus

A vírus

Bevezetés: a vírus

A betegség lefolyása Kaposi sarcoma, Candida, pneumocystosis toxoplasmosis, CMV

A vírus életciklusa ANIMÁCIÓ!

A gyógyszerek hatása Fúziógátlók Receptor-antagonisták Reverztranszkriptáz -gátlók Integrázgátlók Proteázgátlók GYÓGYSZERKOKTÉL!

A gyógyszerek hatása A vírusszint előbb drámaian, azután lassulva csökken A CD4 sejtszám és az immunfunkciók lassan regenerálódnak Elérhető tartós tünetmentesség, de… A vírus soha nem pusztul ki teljesen, ezért élethossziglan kezelésre van szükség! rendszertelen gyógyszerszedés rezisztenciához vezet!

Az AIDS eredete: kronológia 1981: az AIDS felismerése Acquired Immune Deficiency Syndrome 1983: a kórokozó izolálása Human Immunodeficiency Virus ~1910: a vírus eredete 1959: a legrégebbi izolátum (Kinshasa) ~1960: a járvány kezdete Afrikában 1986: HIV-1 és HIV-2

Honnan jött? első izolátum elterjedtség variáció } Afrika

Honnan jött? A genetikai bizonyíték majomvírusok ugrottak át emberre (zoonózis) a világméretű járványért egy átugrás felelős, de több is lejátszódott viszonylag rövid idő alatt

A csimpánz kapcsolat © Anup Shah / naturepl.com

A HIV-csoportok legfrissebb törzsfája

Hogyan jött? HIV-1: 3(+1) átugrás HIV-2: legalább 6 átugrás Miért nem történt meg hamarabb? polio hipotézis „bushmeat” hipotézis Miért nem történt meg hamarabb?

A járvány lehetséges okai Népmozgások: urbanizáció, menekültek Motorizáció: hosszú távú kapcsolatok (véletlen) A korábbi átugrásokból nem lett járvány.

22 July 2008 e Global estimates for adults and children, 2008 People living with HIV33.4 million [31.1–35.8 million] New HIV infections in million [2.4 – 3 million] Deaths due to AIDS in million [1.7 – 2.4 million]

A global view of HIV infection 33 million people [30–36 million] living with HIV, 2007

25 July 2008 e Total: 33 million (30 – 36 million) Western & Central Europe [ – 1.0 million] Middle East & North Africa [ – ] Sub-Saharan Africa 22.0 million [20.5 – 23.6 million] Eastern Europe & Central Asia 1.5 million [1.1 – 1.9 million] South & South-East Asia 4.2 million [3.5 – 5.3 million] Oceania [ – ] North America 1.2 million [ – 2.0 million] Latin America 1.7 million [1.5 – 2.1 million] East Asia [ – 1.1 million] Caribbean [ – ] Adults and children estimated to be living with HIV, 2007

26 July 2008 e Estimated number of adults and children newly infected with HIV, 2007 Western & Central Europe [ – ] Middle East & North Africa [ – ] Sub-Saharan Africa 1.9 million [1.6 – 2.1 million] Eastern Europe & Central Asia [ – ] South & South-East Asia [ – ] Oceania [ – ] North America [9600 – ] Latin America [ – ] East Asia [ – ] Caribbean [ – ] Total: 2.7 million (2.2 – 3.2 million)

27 July 2008 e Estimated adult and child deaths from AIDS, 2007 Western & Central Europe8000 [4800 – ] Middle East & North Africa [ – ] Sub-Saharan Africa 1.5 million [1.3 – 1.7 million] Eastern Europe & Central Asia [ – ] South & South-East Asia [ – ] Oceania1000 [<1000 – 1400] North America [9100 – ] Latin America [ – ] East Asia [ – ] Caribbean [ – ] Total: 2.0 million (1.8 – 2.3 million)

2009 AIDS epidemic update Global estimates 1990–2008 EstimateHigh and low estimates Number of people living with HIVAdult (15–49) HIV prevalence (%) Number of people newly infected with HIVNumber of adult and child deaths due to AIDS Number (millions) Number (millions) Number (millions) 44 Figure I Source: UNAIDS/WHO %

2008 Report on the global AIDS epidemic Number of people receiving antiretroviral drugs in low- and middle income countries, 2002−2007 Source: Data provided by UNAIDS & WHO, end end end end Millions Year end end North Africa and the Middle East Eastern Europe and Central Asia East, South and South-East Asia Latin America and the Caribbean Sub-Saharan Africa

2009 AIDS epidemic update Estimated number of AIDS-related deaths with and without antiretroviral therapy, globally, 1996–2008 Figure V Number (millions) Year No antiretroviral therapy At current levels of antiretroviral therapy

A terjedés módjai Fejlett országok: intravénás kábítószerezés, homoszexuális férfiak Kelet-Európa: intravénás kábítószerezés DK-Ázsia: prostitúció Afrika: heteroszexuális kapcsolatok (40%-kal több nő fertőzött, mint férfi)

A hazai helyzet Az adatokat gyűjti: Országos Epidemiológiai Központ aktuális felmérés: március 31.

A hazai helyzet Összes fertőzések becsült száma: ~3000 – „Hasraütéses” becslés A fertőzöttek száma az utóbbi években emelkedik Elsősorban Budapesten, elsősorban homoszexuális férfiak

Bevezetés: a komplexitás cikkek (PubMed): – HIV: – AIDS: kérdések: – mi okozza a betegséget? – hol termelődik a vírus? –

A vizsgálódás szintjei sejten belüli folyamatok szervezeten belüli folyamatok járvány evolúció

Bevezetés: a betegség

A CD4-depléció oka?...

A CD4-depléció oka? citopatikus hatás citotoxikus immunválasz hiperaktiváció, apoptózis fenntartó nyirokkörnyezet pusztítása...

Megfigyelés hatékony kezelés hatására exponenciálisan csökken a vírusszint az első hetekben gyors folyamatok dinamikus egyensúlya! mennyire gyors?

Alapmodell T I V T: célsejt I: fertőzött sejt V: vírus Lotka-Volterra, tömeghatás, stacionárius egyensúly sok-sok ismeretlen...

A kezelés hatása T I V T: célsejt I: fertőzött sejt V: vírus megoldható!

Paraméterbecslés görbeillesztés  = 0.5 per nap c = 3 per nap a vírustermelő sejtek átlagos élettartama két nap, a vírusrészecskéké 8 óra a „kvantitatív virológia” hajnala következtetés: a vérbeli vírus zömét egységes sejtállomány termeli – de továbbra sem tudjuk, mitől halnak meg a sejtek...

Miért jók a diffegyenletek? jól keveredő rendszer hatalmas egyedszámok (elhanyagoljuk a változatosságot)