Mart Ustav on sündinud 1949. aastal Tðerlaki asulas Omski oblastis. 1972 lõpetas Tartu ülikooli keemikuna. Keemiakandidaadi kraadi kaitses 1979 Kiievis. Töötanud 1974–1976 küberneetika instituudi biokeemia sektoris, 1976–1989 Tartu ülikooli sekretoorsete protsesside biokeemia laboratooriumis, alates 1986 Eesti biokeskuse TÜ onkogeneesi laboratooriumis ning alates 1992 TÜ molekulaar- ja rakubioloogia instituudis mikrobioloogia ja viroloogia professorina (1996–1999 instituudi juhataja). Staþeerinud Uppsala ülikooli meditsiinigeneetika instituudis (1982–1985) ja olnud 1989–1992 USA-s Cold Spring Harbori laboratooriumi külalisteadlane. Teadustöö käsitleb valkude biosünteesi, papilloomiviiruste onkogeene ja replikatsioone, geeniteraapiat ja geenivaktsineerimist ning patogeensete viiruste ja bakterite diagnoosimist. ENSV riiklik preemia 1980, Eesti teaduspreemia 1996.

Mille poolest erineb HI-viirus teistest, kas või näiteks gripiviirusest?

HI-viirus kuulub retroviiruste perekonda. Erinevalt teistest RNA viirustest paljuneb ta rakus DNA vahevormi abil, proviirusena. Pärast rakku sisenemist teeb retroviirus oma RNA genoomist kaheahelalise DNA koopia ja integreerib selle peremeesraku kromosoomi-DNA-sse. Nakatunud rakkudes toimib proviiruse genoomi-DNA nagu igasugune teine sama raku geen. Seetõttu on ainukene võimalus viirusest vabanemiseks hävitada proviiruse DNA-d sisaldavad rakud.

Retroviirusi on loomadel väga palju ja neid on ka põhjalikult uuritud. Praegu tekitavad retroviirustest kõige tõsisemaid probleeme alamperekond lentiviirused, mis põhjustavad immuundefitsiitsust, mille märklauaks on immuunsüsteemi kõige olulisemad rakud. Nakatumise tõttu hävib organismist immunoloogiline mälu.

Kas retroviirused nakatavad kõiki või vaid teatud tüüpi rakke?

Nakatavad kõiki, millel on olemas CD4 ja kemokiini retseptorid. Kui need kaks retseptorit on, siis käivitub produktiivse nakatumise faas. Neid retseptoreid kannavad T-helper rakud ja paljud monotsüütide-makrofaagide liini rakud.

Milles seisneb inimese immuunvastus HI-viirusele?

Inimest kaitseb patogeenide eest immuunsüsteem. Immuunsüsteem koosneb kahest osast: esiteks kaasasündinud immuunsusest, mille ülesanne on üldiste retseptorite kaudu ära tunda organismi sisenenud patogeenid, ja teiseks omandatud ehk adaptiivsest immuunsusest. Adaptiivsel immuunsusel on kaks komponenti: antikehaline immuunvastus ja rakuline immuunvastus. Antikehi toodavad spetsiifiliste valkude spetsiifiliste järjestuste vastu B-rakkudest tekkivad plasmarakud. Rakulise immuunvastuse viirusnakatatud rakkude vastu garanteerivad tsütotoksilised T-lümfotsüüdid, mis eripäraste vastastoimete abil tunnevad ära viirusnakatunud rakke. Süsteemse immuunvastuse tekkeks peab seega olema vaba patogeeni ära tundvaid antigeene ning rakuline immuunvastus, mis tunneb ära patogeeniga nakatunud rakud. Igas rakus on olemas antigeeni presenteerimise mehhanism, mis võtab organismi kõigi valkude vastavad ainuomased epitoodid ja asetab need raku pinnale, otsekui läbipääsuloa. Tsütotoksilisel T-lümoftsüüdi rakumembraanil on CD8 retseptor. Viirusnakatatud rakus sünteesitud viirusvalgud muudetakse antigeenseteks peptiidideks, mis koesobivuskompleksi abil viiakse endoplasmaatilisest retiikulumist raku pinnale. Kui võõrpeptiidile on eelnev immuunvastus organismis olemas, siis hävitavad CD8+ tsütotoksilised rakud nakatunud raku kohe. Võõrvalke esitlevad rakud perforeerivad perforiinid, mille tõttu viirusnakatatud rakk hukatakse.

Milline on HI-viiruse elutsükkel?

HI-viiruse sisaldust organismis saab kindlaks teha mitme meetodiga. Otsene moodus on viiruse genoomi-RNA sisalduse määramine vereseerumist RT-PCR meetodi abil. RT-PCR meetod on väga tundlik ja võimaldab määrata viiruse olemasolu organismis väga vara pärast nakatumist, kui muud meetodid veel ei suuda viirust avastada. Teine laialt kasutatav viirusnakatatuse määramise viis on seroloogiline meetod, kus määratakse inimese vereseerumist viirusvastaseid antikehi, mida tekitavad spetsiifilised plasmarakud. Et organismis kujuneks välja immuunvastus, läheb vaja teatud aega, kuni adaptiivne immuunsüsteem reageerib viirusnakkuse vastu. Esialgu pärast nakatumist pole organismis antikehi viiruse vastu, kuid paari-kolme nädala pärast tekivad rakud, mis hakkavad tootma antikehi viiruse valkude vastu, mida seerumist on võimalik määrata efektiivsete ja tundlike meetodite abil. Viirus paljuneb CD4 positiivsetes rakkudes. Umbes samaks ajaks saab immuunsüsteem teada, et organismis on võõrpatogeen, võõrvalk ning käivitab immuunsüsteemi. Tekib immuunvastus, mis viib viirusetiitri alla. Viirus replitseerub aeglaselt kogu edasi aeg ja CD4 positiivsete rakkude arv langeb. See on kliiniliselt latentne nakkus, mil inimene on objektiivsete näitajate järgi täiesti terve. CD4+ rakkude arvu 400 kuupmillimeetris peetakse kriitiliseks piiriks, millest allapoole tekib immuundefitsiitsus. Millal iga konkreetne inimene selle seisundi saavutab, millal tal tekib immuundefitsiitsus, sõltub muidugi ka inimese genotüübist ja füsioloogilisest seisundist. Teataval ajal, keskmiselt viis kuni kümme aastat pärast nakatumist, langeb CD4 rakkude arv alla saja ning tekivad konstitutiivsed sümptomid, löövad välja omandatud immuunpuudulikkusest põhjustatud haigused: oportunistlikud infektsioonid, nagu kopsupõletikud, atüüpilised tuberkuloosid, tekivad haavandid, organismides saavad paljuneda mutantsed hepatiiti põhjustavad viirused.

Miks see viirus madalal tasemel ikkagi säilib ja immuunsüsteem sellest täiesti lahti ei saa?

Selleks on kolm põhjust. Esiteks kasutab viirus peibutisena valke, mille suhtes tekkiv immunoloogiline reaktsioon ei neutraliseeri viirust. Teiseks leiab viirus enesele depoo, kus ta on varjul ja kus immuunsüsteem ei suuda teda hiljem tabada. Kolmandaks muudab viirus oma valkude järjestusi, mistõttu nakatunud organismis toimub viiruse pidev evolutsiooniline muutumine.

Immuunvastus viirusele indutseeritakse viirusnakatunud rakkudelt. On täiesti võimalik, et osa viirusnakatunud rakke muutub depooks, jääb organismi ikkagi püsima. Viirusindutseeritud immuunvastus pole küllaldane, et õpetada immuunsüsteemi võitlema ka nende rakkudega. Vaktsineerimisega püüame immuunsüsteemile esitada viirusvalkude järjestuste komplekti, mis sisaldab immuundominantseid neutraliseerivaid järjestusi ja selle kaudu peaks organismis tekkiv immuunvastus olema suuteline täielikult kontrollima viirust. Sellise moodusega püüame viiruse tiitri viia sedavõrd madalale, et tal poleks võimalust jätkata paljunemist. Kui viirusetiiter on madal, langeb ka CD4 positiivsete rakkude arv palju aeglasemalt ja immuunsüsteem takistab haiguse avaldumist kauem.

Eesti meditsiinisüsteemi ees seisab varsti väga suur probleem, mis seisneb selles, et praegu on HIV-kandjad täiesti terved. Kolme-nelja aasta pärast hakkab suurem hulk nakatunuid jõudma oma kliinilise pildi konstitutiivsete sümptomite faasi: inimene haigestub väga kergelt, sest tema immuunsüsteem on juba nõrgenenud. Praeguseks on AIDS-i kabinettides lühikese aja jooksul kolmel tuhandel inimesel kindlaks tehtud HIV-nakkus – need on inimesed, kes on tulnud ennast vabatahtlikult ja anonüümselt kontrollima. Epidemioloogiateadus ütleb, et populatsioonis peab viiruskandjaid olema oluliselt rohkem, võib-olla kolm korda rohkem. See tähendab, et Eestis võib praegu olla kümme tuhat kuni kaksteist tuhat inimest, kes on HIV kandjad. Praegu pole nendel inimestel haigussümptomeid, aga nelja-viie aasta pärast tekib neil immuunpuudulikkus. Kuidas kavatseb Eesti meditsiinisüsteem selle probleemiga hakkama saada? See on Eesti ühiskonnas sedavõrd oluline probleem, et peame sellise olukorra vältimiseks väga tõsiselt töötama. Eesti poliitikud on siiani olnud täielikult ignorantsed kujunenud olukorra suhtes. Nendepoolne probleemide ignoreerimine nii parlamendis kui ka valitsuses, aga ka kohalikes omavalitsustes ja haridussüsteemis on viinud selleni, et viiruse levikut ei ole praktiliselt millegagi tõkestatud. Doktor Toomas Vilosiuse, endise sotsiaalministri seisukohad selle kohta, et polegi vaja midagi teha – küll nad ennast ühel päeval surnuks süstivad –, on selge ilming Eesti poliitilise eliidi vaadetest. Narkokaubandus ja seksitööstus õilmitsevad ja riik pole midagi ette võtnud viiruse leviku tõkestamiseks süstivate narkomaanide ja prostituutide kaudu.

Riigikogu valimised seisavad ees. Tuhanded inimesed püüdlevad Riigikokku, et seejärel juhtida Eesti riiki ja eesti rahvast helge tuleviku poole. Ma arvan, et nendele kandidaatidele peab esitama nõude, et nad läbiksid eksami, kus peavad vastama järgmistele küsimustele: Mis on HIV ja kuidas see viirus levib inimeselt inimesele?

Milline on viirusnakkuse kulg? Mis juhtub viirusnakatatud inimesega, kui tal tekib immuunpuudulikkus? Millistesse haigustesse nakatuvad immuunpuudulikud inimesed? Kui kaua nad on haiged, enne kui surevad? Kui palju maksab selliste inimeste ravi ja hooldus? Millise aasta eelarvesse planeerib Riigikogu need kulutused?

Miks saab pärast nakatumist HIV-testi teha alles nelja kuni kuue kuu pärast?

Viirusnakkuse määratakse immunoloogilisel meetodil, mis tuvastab, kas organismis on tekkinud spetsiifilised viirusvalkude vastased antikehad. Kulub aega, kuni organism tunneb ära võõrvalgu ja tekivad antikehad. Meie profülaktiline vaktsiin seisnebki selles, et püüame organismi immuunsüsteemi selliselt koolitada, et tal oleks immuunvastus juba enne olemas. Terapeutilise vaktsiiniga tahame nakatunud inimeses tekitada viirusele süsteemse rakulise immuunvastuse.

Kui palju HI-viiruse vormid elutsüklilt erinevad ja kas nende seas on ka nõrgemaid või tugevamaid?

Erinevused patogeensuses pole päris selged, see on viiruse ja peremehe vastastoime. Nagu inimesed pole ühesugused, pole seda ka viirused. Juba organismi sisenemine on neil erinev, osa klaade kasutab lisaks CD4-le kemokiini retseptorit 4 või 5. See on rakku sisenemisel abiretseptoriks, aga üks nendest peale CD4 peab raku pinnal olema. Kui üks klaad nakkab paar korda paremini, siis ka ta levib organismis edukamalt.

Kui HI-viiruse vormid nakatavad erinevalt, kas sel juhul võib organism saada nakkuse korraga mitme tüvelt?

Jah, muidugi. Sellega kaasneb väga tõsine probleem – viiruse genoomide rekombinatsioon, mistõttu saab tekkida uute omadustega viirus. Aafrikas, kus sugulisel läbikäimisel noorte inimeste seas pole mingit piiri ja nakatunud inimesi rohkesti, on selle tõttu tekkinud väga palju uusi HIV rekombinante.

Neid uusi vorme võib vist mujalgi tekkida?

Jah, aga see sõltub ikkagi sellest, kuidas inimene end löögi alla paneb. Kui tal on vahekord kümne-viieteistkümne inimesega lühikese aja jooksul, siis võib ta saada palju mitmesuguseid viirusi (isolaate). Kui need satuvad samasse rakku, võivad nad anda uue kombinatsiooni ja selle tõttu võib bioloogilise valiku käigus kujuneda uus viirus.

Siis on vaktsiini tülikas või peaaegu võimatu välja töötada, kui viirus muutub üsna kiiresti?

Tahame üles ehitada vaktsiinide perekonna, kus meil on iga klaadi jaoks vaktsiin olemas. Püüame saada erinevad vaktsiinid geograafilisest regioonist sõltuvalt. Kui Eestis on siiani enim levinud G-klaad, siis viiruse leviku takistamiseks tuleb vaktsineerida selle viiruse klaadi järgi. Kuigi inimesed liiguvad palju, levib viirus ikka peamiselt oma ümbruskonnas. Praegu oleme lõpetanud B-klaadi spetsiifilise vaktsiini tegemise, valmimisel on C-klaadi vastane vaktsiin ja tahame teha ka Eesti G-klaadi ja A-klaadi vastase vaktsiini. Viimane on levinud Venemaal ja Ida-Euroopas, B-klaad on Lääne-Euroopa, C-klaad on India, Hiina, Tai.

Tavalise HIV-testiga klaadi vist kindlaks ei tehta?

Seroloogilises testis seda tõesti kindlaks teha ei saa. Selleks tuleb uurida viiruse genoomseid järjestusi.

HI-viirust kui tõsist probleemi on uuritud paljudes riikides. Millest tuleneb, et hoolimata kulutatud tohututest summadest pole erilist edu märgata?

Kui võtame niisugused viirused, nagu gripi- või rõugeviirus või hepatiit-B, siis sellisel juhul on nende viiruste elutsüklis väga oluline roll kõrgel viiruse tiitril, mille kaudu saavutatakse patogeenne efekt. HIV on salakaval, ta levib rakust rakku ilma kõrge viiruse tiitrita. Eelmised vaktsiinid püüdsid esile kutsuda võimsat antikehalist immuunvastust. Selleks võeti viiruse kattevalk p120 või gp160, toodeti seda pärmis või bakteris ja süstiti seejärel inimesse – tekkis tugev immuunvastus, aga sellel vastusel polnud võimet neutraliseerida viirust, sest immuunvastus tekkis selliste järjestuste vastu valgus, mis viirusosakese koostises oleval valgul olid täielikult varjestatud. Seega antikehad tekivad, aga ei suuda viirusosakesele midagi teha. Immuunvastus on pigem võõrvalgu olemasolu indikaator. Immuunsüsteem ründab vale asja, kogu jõud läheb valgustusrakettide, mitte lennuki allatulistamiseks, kui öelda piltlikult.

Oleme olnud edukad kahel põhjusel. Oleme seadnud eesmärgiks, et meie vaktsiin kutsuks esile eelistatult rakulist immuunvastust, mis ei ründaks viirusosakest, vaid viirusnakatunud rakku ja kõrvaldaks need organismist. Hävitame ära tagala, kust kohast viirust tuleb. Äsja lõppenud kliinilised katsetused osutusid edukateks.

Töötasime välja vaktsiinile uue aluse, mis kasutas papilloomiviiruse omadust jaguneda tütarrakkude vahel. Selle tõttu püsib meie vaktsiini või antigeeni ekspresseeriv vektor rakkudes tunduvalt kauem ja tekib oluliselt suurem hulk antigeeni ekspresseerivaid rakke. See kutsub esile rakulise immuunvastuse märksa tõhusamalt. Püüdsime tekitada uue tehnoloogia, katsetasime seda inimesel, nägime, et see töötas efektiivselt ja nüüd läheme multiepitoobilise vaktsiiniga kliiniliste katsetuste järgmisesse faasi. Katsetame HIV-positiivsetel inimestel, kel teiste ravimeetoditega on viiruse tiiter väga madalaks viidud. Viime neile sisse multiepitoopse antigeeni, mis tekitab neis süsteemse immuunvastuse. Püüame tõestada, et kui viirusvastased ravimid ära jäetakse, peaks immuunsüsteem olema ise suuteline kontrollima viiruse paljunemist organismis ilma probleemideta.

Tegelikult on see organismis bioloogiliselt täiesti võimalik. Vean kihla, et teie ja tean kindlasti, et mina olen nakatunud Herpes simplex’i viirus ühega, meil istub see viirus triterminaalses närvis immuunsüsteemi kontrolli all ja aeg-ajalt hüppab ta sealt välja. Peaaegu kõik inimesed on nakatunud papilloomiviirustega. Inimene suudab edukalt elada, hoolimata sellest, et ta on viiruspositiivne. Tahame samasugust olukorda tekitada HIV puhul, et immuunsüsteem oleks suuteline seda viirust kontrollima.

Aga viirus jääb inimesse alles ja ta võib nakatada teisi inimesi.

Jah, aga samamoodi võime nakatada inimesi ka teistesse viirustesse, needsamad Herpes simplex ja tuulerõuged. Ja vöötohatis, mis tekib vanadel inimestel, kui nende immuunsüsteem maha käib. Kust kohast need lapsed tuulerõuged saavad – ikka vanade inimeste käest.

Lõpuks teisest vallast: kas teil endal jääb aega muuks peale vaktsiiniga tegelemise ja õppetooli juhatamise?

Absoluutselt mitte. Sel aastal olin vaid viis päeva oma maakodus – viiskümmend kilomeetrit Tartust Andresjärve juures. Püüan küll lugeda raamatuid. Aga näete, jäin hiljaks – üks koosolek lõppeb, teine algab ja tavaliselt need veel kattuvad. Ma ei saa öelda, et mul oleks sellist aega, kus saaksin lipsu, mida mul küll ei ole, lõdvaks lasta.