Zrozumienie cyklu życia wirusa HIV

Zrozumienie cyklu życia wirusa HIV umożliwiło opracowanie leków, których używamy do leczenia tej choroby. Pozwala nam zidentyfikować, w jaki sposób wirus tworzy swoje kopie, co z kolei pozwala nam opracować sposoby blokowania (lub hamowania) tego procesu.

Cykl życiowy HIV jest zwykle podzielony na siedem odrębnych etapów, od przyłączenia wirusa do komórki gospodarza do pączkowania nowych swobodnie krążących wirionów HIV (na zdjęciu). Etapy są przedstawione w kolejności sekwencyjnej w następujący sposób:

1. Wirusowe przywiązanie
2. Wiązanie i utrwalanie
3. Usuwanie wirusów
4. Transkrypcja i tłumaczenie
5. Integracja
6. montaż
7. Dojrzewanie i pączkowanie

Przerwać dowolny etap cyklu życia, a następny nie może wystąpić, co uniemożliwia namnażanie się i rozprzestrzenianie wirusa.

Załącznik wirusowy

Gdy wirus HIV dostanie się do organizmu (zazwyczaj poprzez kontakt seksualny, kontakt z krwią lub transmisję z matki na dziecko), szuka komórki gospodarza w celu rozmnażania. Gospodarzem w przypadku jest limfocyt T CD4 używany do sygnalizowania obrony immunologicznej.

Aby zainfekować komórkę, wirus HIV musi się przyczepić za pomocą systemu typu „zamek i klucz”. Klucze to białka na powierzchni wirusa HIV, które przyłączają się do komplementarnego białka na komórce CD4 w sposób, w jaki klucz pasuje do zamka. To jest tak zwane przywiązanie wirusowe.

Wiązanie i fuzja

Po przyłączeniu się do komórki, HIV wstrzykuje własne białka do płynów komórkowych (cytoplazmy) komórki T. Powoduje to fuzję błony komórkowej z zewnętrzną otoczką wirionu HIV. Jest to etap znany jako fuzja wirusowa. Po połączeniu wirus może wniknąć do komórki.

Usuwanie wirusów

HIV wykorzystuje swój materiał genetyczny (RNA) do rozmnażania poprzez przejęcie maszyny genetycznej komórki gospodarza. W ten sposób może wyprodukować wiele kopii samego siebie. Proces, zwany odsłanianiem wirusów, wymaga rozpuszczenia ochronnej powłoki otaczającej RNA. Bez tego etapu konwersja RNA do DNA (cegiełek budulcowych nowego wirusa) nie może mieć miejsca.

Transkrypcja i tłumaczenie

W komórce jednoniciowy RNA wirusa HIV musi zostać przekształcony w dwuniciowy DNA. Osiąga to za pomocą enzymu zwanego odwrotną transkryptazą.

Odwrotna transkryptaza wykorzystuje elementy budulcowe z komórki T do dosłownej transkrypcji materiału genetycznego w odwrotnej kolejności: od RNA do DNA. Po przekształceniu DNA maszyna genetyczna posiada kod potrzebny do umożliwienia replikacji wirusa.

Leki zwane inhibitorami odwrotnej transkryptazy mogą całkowicie zablokować ten proces. Trzy rodzaje leków, nukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy (NRTI), nukleotydowe inhibitory transkryptazy (NtRTI) i nienukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy (NNRTI) zawierają wadliwe imitacje białek, które włączają się do rozwijającego się DNA. W ten sposób dwuniciowy łańcuch DNA nie może zostać w pełni utworzony i replikacja jest zablokowana.

Integracja

Aby wirus HIV przejął kontrolę nad genetyczną maszynerią komórki gospodarza, musi zintegrować nowo utworzone DNA z jądrem komórki. Leki zwane inhibitorami integrazy są wysoce zdolne do blokowania etapu integracji poprzez blokowanie enzymu integrazy używanego do przenoszenia materiału genetycznego.

Isentress (raltegrawir), Tivicay (dolutegrawir) i Vitekta (elwitegrawir) to trzy powszechnie przepisywane inhibitory integrazy.

montaż

Po zaistnieniu integracji wirus HIV musi wytwarzać bloki budulcowe białek, które wykorzystuje do tworzenia nowego wirusa. Dzieje się tak za pomocą enzymu proteazy, który tnie białko na mniejsze kawałki, a następnie składa je w nowe, w pełni uformowane wiriony HIV. Grupa leków zwanych inhibitorami proteazy może skutecznie blokować proces składania.

Dojrzewanie i pączkowanie

Po złożeniu wirionów przechodzą one przez ostatni etap, w którym dojrzałe wiriony dosłownie pączkują z zainfekowanej komórki gospodarza. Po uwolnieniu do swobodnego krążenia wiriony te infekują inną komórkę gospodarza i ponownie rozpoczynają cykl replikacji.

Nie ma leków, które mogłyby zapobiec procesowi dojrzewania i pączkowania.