Cykl życia HIV - Zrozumienie replikacji wirusa HIV

Zrozumienie cykl życia wirusa HIV umożliwił opracowanie leków, których używamy do leczenia 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 o wolnym krążeniu (na zdjęciu).

Wirusowy załącznik

Gdy HIV dostanie się do organizmu (zazwyczaj przez kontakt seksualny, ekspozycję na krew lub transmisję z matki na dziecko), szuka 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 znane jako 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. To jest etap znany jako fuzja wirusowa.Jedynie zfuzowany wirus może 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 zwany wirusowe niepowlekanie, 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. Osiąga to za pomocą enzymu zwanego odwrotna transkryptaza.

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 transkryptazy nukleotydowej (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 etap integracji przez blokowanie enzymu integrazy stosowanego do przeniesienia 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 proces dojrzewania i pączkowania.