Mapowanie replikacji wirusowej pomaga nam opracować leki na HIV
Zrozumienie cyklu życia wirusa HIV umożliwiło opracowanie leków, których używamy do leczenia tej choroby. Pozwala nam to określić, w jaki sposób wirus tworzy kopie samego siebie, co z kolei pozwala nam opracowywać sposoby blokowania (lub hamowania) tego procesu.
Cykl życia wirusa HIV dzieli się zazwyczaj na sześć różnych etapów, od przyłączenia wirusa do komórki gospodarza, aż po pojawienie się nowych wirionów HIV w wolnym krążeniu (na zdjęciu ).
Wirusowy załącznik
Gdy HIV dostanie się do organizmu (zazwyczaj poprzez kontakt seksualny, ekspozycję na krew lub transmisję z matki na dziecko), poszukuje komórki gospodarza w celu reprodukcji. Gospodarzem w tym przypadku jest komórka T CD4 stosowana do sygnalizowania obrony immunologicznej.
Aby zainfekować komórkę, musi się ona połączyć za pomocą systemu typu lock-and-kay. Kluczami są białka na powierzchni wirusa HIV, które przyłączają się do wolnego białka w komórce CD4, tak jak klucz pasuje do zamka. To jest tak zwane przywiązanie wirusowe .
Wiązanie wirusowe zablokowane przez lek klasy inhibitorowej o nazwie Selzentryna (marawirok) .
Wiązanie i fuzja
Po przyłączeniu do komórki, wirus HIV wstrzykuje własne białka do płynów komórkowych (cytoplazmy) komórki T. Powoduje to fuzję błony komórkowej z zewnętrzną otoczką wirusa HIV. Jest to etap znany jako wirusowa fuzja. Jeden z nich jest w stanie wejść do komórki.
Wstrzykiwalny lek o nazwie Fuzeon (enfurvitide) może zakłócać fuzję wirusową.
Viral Uncoating
HIV wykorzystuje swój materiał genetyczny (RNA) do rozmnażania poprzez przejęcie kontroli nad maszyną genetyczną komórki gospodarza. W ten sposób może stworzyć wiele kopii samego siebie. Proces ten, nazywany usuwaniem wirusowym , wymaga, aby powłoka ochronna otaczająca RNA została rozpuszczona. Bez tego kroku konwersja RNA do DNA (podstawa dla nowego wirusa) nie może mieć miejsca.
Transkrypcja i tłumaczenie
Po jednokrotnym umieszczeniu w komórce jednoniciowy RNA wirusa HIV musi zostać przekształcony w dwuniciowy DNA. Realizuje to przy pomocy enzymu zwanego odwrotną transkryptazą .
Odwrotna transkryptaza wykorzystuje bloki budulcowe z komórki T do dosłownej transkrypcji materiału genetycznego w odwrotnym kierunku: od RNA do DNA. Po przekształceniu DNA, maszyna genetyczna ma kodowanie potrzebne do przeprowadzenia replikacji wirusa.
Leki zwane inhibitorami odwrotnej transkryptazy mogą całkowicie zablokować ten proces. Trzy typy leków, nukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy (NRTI), inhibitory nukleotydowej transkryptazy (NtRTI) i nienukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy (NNRTI), zawierają wadliwe imitacje białek, które wnikają w rozwijające się DNA. W ten sposób dwuniciowy łańcuch DNA nie może się w pełni uformować, a replikacja jest zablokowana.
Retrowirus (zydowudyna), Ziagen (abakawir), Sustiva (efawirenz) i Viread (tenofowir) to tylko niektóre z inhibitorów odwrotnej transkryptazy powszechnie stosowanych w leczeniu HIV.
Integracja
Aby wirus HIV porwał komórkę genetyczną komórki gospodarza, musi zintegrować nowo powstały DNA z jądrem komórki. Leki zwane inhibitorami integrazy są wysoce zdolne do blokowania etapu integracji przez blokowanie enzymu integrazy stosowanego do transferu materiału genetycznego.
Isentress (ratelgraviv), Tivicay (dolutegrawir) i Vitekta (elwitegrawir) to trzy powszechnie zalecane inhibitory integrazy.
montaż
Po zaistnieniu integracji HIV musi produkować klocki budulcowe, które wykorzystuje do budowy nowego wirusa. Czyni to za pomocą enzymu proteazy, który odcina białko na mniejszą część, a następnie składa kawałki w nowe, w pełni uformowane wiriony HIV.
Klasa leków zwana inhibitorami proteazy może skutecznie blokować proces składania . Tbese obejmuje takie leki jak Prezista (darunawir) i Reyataz (atazanawir).
Dojrzewanie i pączkowanie
Jeden z wirionów jest złożony, przechodzą przez ostatni etap, w którym dojrzałe wiriony dosłownie budują z zainfekowanej komórki gospodarza.
Po uwolnieniu do swobodnego obrotu wiriony te następnie zakażają inną komórkę gospodarza i ponownie rozpoczynają cykl replikacji.
Nie ma leków, które mogłyby zapobiec procesowi dojrzewania i pączkowania .