LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 93
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

тем расщепить последнюю, Затем происходит синтез второй цепи, ратной связи, как только механизм с участием гена tat активи-
где используется первая в качестве матрицы. ровался, очень быстро формируется огромное количество
вирусных частиц.
Генетическая информация вируса, теперь уже в форме
двухцелОЧЕЧНОЙ ДНК, пробирается в кЛеточнос ядро. С по- Одновременно с усилением синтеза всех без исключения
мощью интегразной активности того же фермента эта ДНК вирусных белков геном tat, у второго регуляюрного гена, rev
встраивается в хромосомную ДНК. В таком виде вирусная {от англ. regulator of virion-protein expression — регулятор эк-
ДНК, которая имеет название гтрпвируса, будет воспроизво- спрессии белков вириона) есть особенность избирательного дей-
диться вместе с собственными генами при делении клетки и ствия, благодаря которой вырабатываются ;:ибо регулятор-
передаваться следующим поколениям. вде белки, либо компоненты вириона. Белок — продукт гена
rev, как и в случае гена tat, кодируется разоренными нукле-
Вторая часть жизненного цикла ВИЧ — производство
отидными последовательностями, которые объединяются в
новых вирионов — происходит спорадически и только в неко-
результате сплайсинга РНК. В регуляции этим белком уча-
торых зараженных клетках. Она начинается, когда так назы-
ствуют еше две последовательности. Одна из гих работает как
ваемые длинные концевые повторы (LTR, от англ. long terminal
репрессор: мешает трансляции транскриптон, которые ее со-
repeat; это особые нуклеотидные последовательности на кон-
держат. Другая последовательность взаимодействует с бел-
цах вирусного генома) инициируют транскрипцию вирусных
ком rev и снимает эффект первой последовательности.
генов; при этом ферменты, которые принадлежат клетке-хо-
зяину, синтезируют РНК — копии провируса. Последователькосгйъ-ре71рессор, имеющ.чл название CRS
. Каждая вирусная частица состоит из множества копий двух (от англ. cis-acting repression sequence), существует в мРНК,
различных белковых молекул, соотношение которых составля- по которым синтезируются белки, вырабатывающие вирио-
ет примерно 20:1. Структура вириона довольно проста. Он со- ны — сердцевинные белки, ферменты репликации и белок обо-
стоит из двух оболочек: внешней — сферической, и внутренней лочки; мРНК регуляторных белков — продуктов генов tat .и
— пулевидной. Последняя включает в себя две цепи РНК и фер- самого rev — не содержат CRS. В отсутствие белка — продукта
менты: обратную транскриптазу, протеиназу и интегразу. На внеш- гена rev — последовательность CRS не дает накапливаться длин-
ней оболочке находятся белки, молекулы которых выглядыва- ным мРНК, по которым синтезируются белки для вирионов.
ют из мембраны подобно шипам. Каждый шип сформирован из Наоборот, короткие мРНК, которые кодируют регуляторные
двух или трех идентичных субъединиц, которые состоят из двух белки, не содержащие CR3, неизменны и транслируются.
соединенных компонентов, представляющих собой гликопроте- В присутствии белка — продукта гена re У — происходит
ины. Один компонент, который обозначается gpl20 (гликопро- «переключение?. Этот белок воздействует на последователь-
тейн с молекулярной массой 120000), выдается над поверхнос- ность CAR (от ашл. cis-acting rev-responsive sequence), кото-
тью клетки, а другой — gp4i — подобно стержню погружен в рая тоже хранится в длинных мРНК. При этом нейтрализует-
мембрану. Эти гликопротеинные комплексы обусловливают спо- ся CRS И начинают накапливаться пол нора а мерные мРНК.
собность ВИЧ инфицировать новые клетки. Вместо регуляторпых белков синтезируются белки, из кото-
рых формируются новые вирионы. Таким образом, механизм
Очень умно организованные генетические регуляторы
с участием гена rev может обусловливать переход от скрытой
устанавливают, начнется ли цикл репликации вируса и какова
инфекции к активному размножению вируса
будет интенсивность размножения. Помимо трех генов для
белков сердцевины и оболочки в геноме ВИЧ существует шесть Однако в ходе репликации взаимодействие между меха-
геноз. Отдельные из них, а по возможности и все, регулируют низмами rev и tat может замедлять размноженш вируса, нейтра-
производство вирусных белков: один ген ускоряет синтез бел- лизуя друг друга. Продукт гена tat увеличивает синтез самого
себя и белка гена rev, тогда как продукт ген;1, rev сдерживает
ков в целом, другой — синтез только определенных белков, а
третий — подавляет синтез белков. Поскольку регуляторные собственный синтез и синтез белка, кодируемого геном tat. В
гены сами кодируют белки, каждый из них воздействует не итоге наступает своего рода гомеостаз, который характеризу-
только на структурные гены, но и на регуляторные гены, в том ется устойчивыми уровнями белков, кодируемых генами tat и
числе и на самого себя. rev, и умеренным производством вирусных часгиц. Ограничен-
ная репликация дает возможность вирусу воссоздаваться года-
Рсгуляторный геи tat (от англ. trans-activator of transcrip-
ми, не убивая инфицированные клетки, поэтому такой тип гене-
tion) отвечает за вспышку репликации, которая прослежива-
тической регуляции может быть адаптивным признаком ретро-
ется, например, в Т-4 клетках, когда происходит их активация
вирусов, хозяевами которых являются биологические виды с
при встрече с антигеном (чужеродной молекулой, вызываю-
большой продолжительностью жизни, такие как человек.
щей иммунный ответ). Ген tat неестественен как по структуре,
так и по своему действию. Он состоит из двух нуклеотидных "Помимо активатора (tat) и избирательного регулятора
последовательностей, которые расположены достаточно да- (rev) у ВИЧ есть негативный регулятор. Он замедляет транс-
леко друг от друга. В результате его транскрипции формиру- крипцию вирусного генома. Ген'негативного регг/ляторного
ется РНК (первичный транскрипт), которая должна поднерг- фактора, обозначаемый nef (гш англ, negative-regulatory factor),
иуться сплайсингу (промежуточный сегмент вырезается и ко- вероятно, обусловливает способность IIIV пресекать размно-
дирующие последоратсльности совмещаются), чтобы она пре- жений и переходить в состояние покоя.
вратилась в мРНК, и по ней синтезировался белок. Влияние Последовательность, которая становится мишенью бел-
белка — продукта гена tat — чрезвычайно велико: он может ка - продукта гена nef, размещена п начале Вирусного генома
поднять уровень экспрессии вирусных генов в 1000 раз по в длинном концевом повторе. Она называется негативным
сравнению с тем, что прослеживается у мутантов ВИЧ без регулятбрным элементом (NRE, от англ. negativr-rpgularnry
Валеология 425

ВИЧ роль такого реценторнога компонента играет белок, но-
element). NRE подавляет транскрипцию даже сама по себе:
сящий название антигена CD4 (антиген — это молекулярная
если вирусный LTR, лишенный этой последовательности,
структура, которая узнается антителом). Следовательно, рас-
впрыснуть в незаряженную клетку, он сможет обеспечить по-
пределение CD,; в организме должно соответствовать тропиз-
вышенный уровень транскрипции клеточных генов. Продукт
му ВИЧ, т. е. спектру клеток и тканей, которые поражаются:
гена nef увеличивает эффект NRE. Однако непонятно, каким
вирусом. Антиген СТ)А можно встретить в основном на лимфо-
образом он достигает этого.
цитах, называемых Т—4 хелперами, которые являются важ-
Сложные механизмы регуляции размножения ВИЧ функ- ;
ным элементом иммунной системы, а также находятся на неко
ционируют не D изоляции: они тесно связаны с метаболизмом
торых других клетках.
клетки-хозяина. Учитывается, что вирус использует клеточ-
ный аппарат для транскрипции своих генов и синтеза белков. В Как было установлено учеными, связывание совершает-
частности, клеточные факторы явно имеют место во вспышке ся, если CD4 взаимодействует с белком оболочки вируса gpl20f
репликации ВИЧ, которая происходит при участии гена tat, когда который распределен на внешней поверхности мембраны. Уда-
инфицированная Т-клетка стимулируется антигеном. Особен- лось установить специфические фрагменты молекул CD4 и
ности молекулярного «климата» клетки-хозяина также, веро- gpi20, которые участвуют в связывании. Эти результаты дают
ятно, каким-то образом влияют на скорость размножения виру- возможность двойной борьбы с ВИЧ: воспрепятствовать вза-
са, которая неодинакова в различных типах клетки. имодействию вируса с клеточным рецептором CD, можно, бло-
кируя сам рецептор или экранируя вирусный белок gpi2.0. -
Вероятно, для связи клеточных и вирусных процессов важ-
Из-за поражения клеток крови, несущих антиген СВЛ,
на связь клеточных белков с LTR в начале вирусного генома.
особенно Т—4 лимфоцитов, по его. концентрации можно су-
Последовательности в LTR определяют сайт инициации транс-
дить о зараженности СПИДом. В клеточных культурах можно
крипции вирусных геноз — стартовую точку, в которой начина-
также наблюдать еще один весьма удобный для изучения при-,
ется синтез мРНК. По крайней мере, восемь белков, которые в
знак заражения — формирование многоядерных синцитиев.
норме принимают участие в клеточной транскрипции, связыва-
Синцитий — это гигантская клетка, которая содержит множе-
ются с клеточной ДНК в сайте инициации транскрипции или
ство ядер внутри одной мембраны. Он вырабатывается и ре-
рядом с ним. Они играют определенную роль в процессе транс-
зультате слияния клеток, зараженных ВИЧ, со здоровыми клет-
крипции. Один из белков, который узнает инициаторные после-
ками, несущими молекулы рецептора.
довательности, играет специфическую роль в Т-клетках и дру-
гих лимфоцитах. Этот белок активируется, когда лимфоцит сти- Подтверждением такого механизма взаимодействия ви-
мулируется антигенами и начинает размножаться. Ученые увере- руса с клеткой стал эксперимент, проведенный в 1984 г, в
ны, что он содействует размножению клетки, увеличивая транс- Колумбийском университете США. Удалось перенести ген,
крипцию. Как выяснилось, при стимуляции зараженных Т-кле- кодирующий CD4, в клетки HeLa — линию клеток раковой
ток усиливается связывание этого белка с геномом провируса. опухоли шейки матки. Эти клетки не содержат CD4 и в норме
Таким образом, активация этого белка может быть одним из пу- не заражаются ВИЧ. В то же время измененные клетки HeLa,
тей ускорения размножения ВИЧ при стимуляции Т-клетки. несущие CD^, могут быть заражены ВИЧ, после чего они быс-;
тро сливаются в гигантские синцитии.
Возможно, набор клеточных факторов, который действует
Был проведен еще один эксперимент, который до сих
на вирусный геном, варьируется в зависимости как от условий,
нор не могут объяснить ученые. Человеческий ген CD4 ввели
так и от типа клетки-хозяина. Некоторые клетки, находясь в
в мышиные Т-клетки, которые приобрели способность выра-
состоянии покоя, могут просто не иметь белков, необходимых
батывать соответствующий белок. Частицы ВИЧ соединялись-
для инициализации и транскрипции, так что инфекция остается
с этими измененными клетками, но признаков инфекции не
скрытой. В других клетках скорость размножения вируса может
было: не формировался ни синцитий, ни инфекционные ви-.
быть ограничена из-за низкой концентрации инициаторных фак-
русные частицы. Это было удивительно, так как мышиные
торов или из-за избытка белков, ингибирующих синтез мРНК.
клетки вообще-то способны поддерживать размножение ВИЧ
Таким образом, клетка-хозяин при помощи собственных факто-
при некоторых условиях. По всей видимости, мышиные клет-
ров транскрипции формирует молекулярное окружение, кото-
ки не могут быть заражены частицами ВИЧ даже в присут-
рое влияет на регуляторные механизмы ВИЧ.
ствии рецепторов ВИЧ. К заражению мышиных клеток оказа-
В результате описанных выше механизмов начинается
лись также неспособны некоторые родственные вирусы. Эти
производство вирусных частиц. Затем начинает действовать
факты дают возможность предположить, что необходим еще
последний ген. Этот ген, носящий название vif (от англ. virion
какой-то компонент клеточной поверхности для того, чтобы,
infectivity factor — фактор инфекционности вириона), кодиру-
вирус, прикрепившийся к клеточной мембране, смог проник-
ет небольшой белок, который находится в цитоплазме зара-
нуть внутрь клетки. Природа такого дополнительного факто-
женных клеток и вокруг них в межклеточной среде, а также в
ра пока не ясна.
свободных вирусных частицах. Белок — продукт гена vif —
каким-то образом увеличивает способность отпочковавшего- Связывание вирусного gpl20 с клеточным CD 4 - это
ся вириона инфицировать другие клетки. У штаммов ВИЧ с только первый этап проникновения вируса в клетку. После-
мутациями, инактивирующими vif, вирионы имеют нормаль- дующие этапы до сих пор не совсем понятны. К примеру, как
ный вид, содержат полный набор РНК И ферментов, но зара- оказывается в клетке вирусный генетический материал? Про-,
жают клетки не гак эффективно. стейтая и наиболее вероятная возможность заключается в
том, что оболочка вириона объединяется с клеточной мембра-
ной, и содержимое вирусной частицы (включая генетический
материал) попадает внутрь клетки. Второй возможный путь, -
3. ЭТАПЫ ЗАРАЖЕНИЯ КЛЕТКИ ВИЧ
эндоцитоз, т. е. образование небольшого впячивания клеточ-
ной мембраны, которое затем отпочковывается внутрь, пре-
Первоначально вирусная инфекция связывает вирусную
вращаясь в замкнутый мембранный пузырек. Пузырек целя--
частицу с компонентом мембраны инфицируемой клетки. Для
426 Биология

гликопротеинами ГКГ класса II на клетках представляющих
ком окружает вирусную частицу и переносит ее внутрь клет-
антиген, является важным элементом контакта этих клеток.
ки. Там мембрана, которая образует пузырек (теперь ои назы-
вается андосомоЙ), эакясляется. Это приводит к конформаци- Как стало известно, Т-лимфоциты не являются един-
ониым изменениям, слиянию ее с вирусной мембраной и осво- ственными клетками со встроенным в мембрану антигеном
бождению содержимого вирусной частицы во внутриклеточ- CD4. He менее 40% моноцитов периферической крови (эти
ное пространство. клетки являются предшественниками макрифагов — клеток-
Независимо от того, что на самом деле происходит — «мусорщиков») и некоторые клетки, представляющие анти-
прямое слияние или эндоцитоз, вирусная мембрана должна ген в лимфатических узлах, коже и других органах, а также
слиться с клеточной. Как же это происходит? Согласно одно- примерно 5% всех В-клеток организма (эти клетки произво-
му из предположений, которое представляется вполне прав- дят антитела) несут CD4 и могут быть заражены ВИЧ.
доподобным, связывание gpl20 с CD4 порождает изменение Но некоторые виды клеток заражаются ВИЧ в культуре,
конформации белка gp!20, вследствие чего обнажается часть а прямо выделить в них CD,, на данном этапе невозможно. К
другого белка оболочки, gp41, в норме скрытого л од молеку- ним относятся глиальные клетки головного мозга, клетки ряда
лой gpl20. Эта область gp41 гидрофобна и потому должна злокачественных опухолей мозга, а также определенные ли-
внедряться в мембрану, а не оставаться снаружи, в водной нии клеток из раковых опухолей кишечника. Однако, хотя
среде, окружающей клетку. Оставшись открытой, гидрофоб- эти клетки и не производят СЦ, в экспериментально опреде-
ная область gp41 взаимодействует с близлежащей частью кле- лимых количествах, они содержат немного информационной
точной мембраны и индуцирует ее слияние с вирусной мемб- РНК, кодирующей белок CD4, а значит, спосэбпы синтезиро-
раной. Пока не известно, нужен ли для связывания с gp41 еще вать и сам СТ)4. По-видимому, для заражения ВИЧ достаточно
какой-либо рецептор клеточной поверхности, помимо CD,, или даже очень малого количества CD4.
же gp41 сам внедряется прямо в клеточную мембрану.
После того как ВИЧ проник в клеточную среду и его
генетический материал интегрировался в клеточный геном, он 4. ПРЕПАРАТЫ, ПРОТИВОСТОЯЩИЕ СПИДу
может оставаться неактивным и никак себя не обнаруживать, а
может и проявиться одним из трех способов. Любое терапевтическое средство проти з инфекции неза-
Во-первых, вирусный геном может вызвать персистиру- висимо от природы патогена — будь то вирус, бактерия, гри-
ющую инфекцию; при этом формируется некоторое количе- бок или простейшее — должно либо вызывать гибель патоге-
ство вирусных частиц, однако клеток погибает немного. Во- на, либо класть конец его размножению. При этом препарат не
вторых, инфекция может привести к образованию синцития, должен наносить существенного вреда инфицированному орга-
который вскоре гибнет. Появление синцитиев — главный ре- низму. Как правило, такие лекарственные средства выполня-
зультат воздействия ВИЧ па культуру клеток. В организме ют свою задачу, воздействуя на'биохимические процессы, ха-
зараженного человека синцитии иногда можно наблюдать на рактерные только для патогена. В случае бактерий это дости-
поздних стадиях инфекции, особенно в мозге. Но до сих пор гается сравнительно просто, так КЙК по структуре и метабо-
неясно, играют ли они какую-то роль я раннем патогенезе лизму клетки бактерий и клетки организма млекопитающего
СПИДа.Третий вероятный итог заражения ВИЧ — быстрая очень непохожи. К примеру, пенициллин не д&ет возможности
гибель клеток без образования синцйтиев. Каким образом ВИЧ синтезировать клеточную стенку бактерий, л вот на клетки
убивает клетки, тоже пока не ясно. Вероятно, какие-то из про- млекопитающих, у которых нет такой стенки он не оказывает
дуктов, которые кодируются генами ВИЧ, располагают пря- влияния.
мым токсическим действием. Верой то также разрушение кле-
С вирусами несколько другая ситуация. Вирусы — про-
точной мембранной системы вследствие того, что внедрив-
сто генетический материал, одетый в оболоч! у из гликопроте-
шийся о пес gpl20, синтезированный в результате инфекции,
инов и линидов. Они не способны размножаться самостоя-
взаимодействует с имеющимся в мембране CD4. Судьба зара-
тельно и вместо этого инфицируют клетки другого организма
женной клетки зависит и от иммунного ответа, поскольку им-
и узурпируют их аппарат биосинтеза, который и обеспечивает
мунная система способна распознавать вирусные белки на по-
воспроизведение вируса. Во время активной репликации ви-
верхности зараженных (слеток и убивать эти клетки.
руса часто бывает трудно различить вирусные белки, которые
взаимодействуют с клеткой, и бачки самой клетки. Тесная связь
Распределение зараженных БИЧ клеток в организме обус-
многих этапов жизненного цикла вируса с метаболизмом клет-
ловлено главным образом тем, как распределены клетки, не-
ки-хозяина затрудняет создание препаратов, которые избира-
сущие СД,. Изначально этот антиген был идентифицирован
тельно сдерживают репликацию вируса и в то же время мини-
fiv его присутствию на определенных Т-лимфоцитах. Его нор-
мально влияют на клетку.
мальные функции, по всей видимости, в основном связаны со
сложной сетью взаимодействий между клеч ками иммунной си- Существенным является также тот факт, что практичес-
стемы, ки любой препарат (в том числе и пенициллин) обладает в той
Т-лимфоциты, которые несут CD V могут взаимодейство- или иной степени побочным действием и токсичностью. По-
вать с клетками, играющими роль антигенов. Последние отыс- этому всегда нужно учитывать не только эффект воздействия
кивают чужеродные антигены и экспонируют их на скоей кле- на патоген, но и вред, который причиняется организму чело-
точной Мембране вместе со специфическими белками — глп- века. Основной характеристикой потенциального терапевти-
ко'протеикаМИ ГКГ класса II (от англ. Major Histocompatibilil.v ческого препарата является его терапевтический индекс: от-
Complex - главный комплекс гистисовместимости). Когда Т4- ношение токсичной дозы к эффективной дозе. Однако в слу-
хелперы узнают комбинацию антигена и гликопротсина ГКГ чае болезней,, которые представляют угрозу для жизни, таких
класса II, они инициируют иммунный ответ против чужерод- как СПИД, возможно использование и препаратов со сравни-
ных или зараженных клеток, несущих этот антиген. Считает- тельно низкими значениями терапевтического индекса, пока
ся, что взаимодействие между антигенами CD^ на Т-клетках и ис созданы более совершенные.
Валеология 427

Сложный жизненный цикл позволяет ВИЧ заражать клет- В будущем, по всей вероятности, получится создать «хи-
ки иммунной системы и не испытывать их воздействия. Но мерные» молекулы, в которых объединятся участок молеку-
для борьбы с инфекцией такая сложность может быть благом, лы CD4, взаимодействующий с ВИЧ, и константная часть мо-
потому что она дает немало возможностей для воздействия лекулы иммуноглобулина человека. Такие антитела «на за-
противовирусных средств. каз» обязаны обладать рядом преимуществ. Определенные
участки тяжелых цепей иммуноглобулина имеют возможность
Первая стадия — связывание вируса с клеткой. Имеется
активировать другие компоненты иммунной системы, приво-
несколько возможностей сдерживать этот процесс. Можно по-
дя к разрушению вируса. Химерная молекула функциониро-
лучить антитела, которые взаимодействуют с соответствующей
вала бы подобно полицейскому с ищейкой: часть CD,, будет
частью оболочки вируса и тем самым нейтрализуют способ-
выслеживать вирус, а часть иммуноглобулина — вызывать
ность gpl20 связываться с CD4. Можно связать такие антитела
помощь для нападения. Кроме того, химерные молекулы мо-
с молекулами какого-либо токсина, тогда они, соединяясь с за-
гут дольше находиться в кровяном русле, чем просто раство-
раженными клетками, например с макрофагами, которые содер-
римый CD4-, потому что установленные иммуноглобулины
жат вирус и производят его белки, будут убивать их. Можно
обладают большим временем жизни в кровотоке.
получить и антитела к CD4, но этот подход, вероятно, опасен,
потому что такие антитела будут атаковать и здоровые клетки Основой такого подхода стало использование сложных
иммунной системы организма. Поэтому исследования направ- биологических молекул, которые соединяются с поверхност-
лены главным образом на получение антител к gp120. ным гликопротеином вируса. Тем не менее, подобным обра-
зом могут функционировать и другие молекулы. Доказано,
Получить аффективные антитела, которые могли бы ней-
что отдельные крупные отрицательно заряженные соедине-
трализовать gpl20, трудно по многим причинам. Не все антите-
ния, которые содержат сульфатные группы, угнетают репли-
ла будут блокировать против gpl20 ключевой участок связы-
кацию ВИЧ. Прототипом может послужить декстрансульфат,
вания с CD,,. У больных, в организме которых в процессе нор-
молекулы которого с молекулярной массой в пределах 7000—
мальной реакции на инфекцию БИЧ формируются нейтрализу-
8000 ддльтон подавляют репликацию ВИЧ in vitro. Одним из
ющие антитела (обычно лишь в малом количестве), СПИД тем
механизмов действия декстрансульфата, возможно, является
не менее развивается. Разрешить эту проблему пока не удается.
подавление связывания вируса. Также установлено, что это
Предполагается, что причиной является высокая скорость му-
соединение in vitro мешает формированию синцитиев, чего
тирования ВИЧ. У отдельных зарождающихся в организме ва-
вполне можно ожидать от агента, который блокирует связы-
риантов вируса может быть изменен гликопротеин оболочки, и
вание вируса. Однако токсичные и эффективные дозы этого
он не будет нейтралиэовываться имеющимися антителами. Вто-
препарата до сих пор недостаточно изучены.
рая возможная причина заключается в том, что молекулы Саха-
ров, которых входят в состав гликопротеина оболочки БИЧ, Когда ВИЧ связался с клеткой, вирусная мембрана объе-
похожи с аналогичными структурами на поверхности клеток диняется с клеточной мембраной, и содержимое вириона ока-
человека. Поэтому на оболочке вируса недостаточно уникаль- зывается в цитоплазме. Здесь его сердцевинные белки отчас-
ных участков, которые будут распознаваться иммунной систе- ти удаляются, обнажая РНК. Антитела к gp4i могли бы пре-
мой как «чужие» и с которыми могли бы связываться антитела. дотвращать проникновение вируса в клетку. Вероятны также
В-третьих, в молекулах gp120 участок связывания CD4 нахо- реагенты, которые препятствуют процессу «раздевания!» РНК.
дится в углублении и потому мало доступен. Наконец, не ис-
Но в качестве мишени для воздействия на вирус наи-
ключено, что важные для связывания участки gpl2O являются
большее внимание привлек к себе следующий этап жизненно-
открытыми лишь в момент связывания, а большую часть Dpe-
го цикла вируса — синтез вирусной ДНК обратной транскрип-
мени недоступны для иммунной системы.
тазой. Здесь заметны особенные преимущества, потому что
этот этап характерен только для ретровируссв и не имеет от-
Для преодоления этих трудностей используется несколь-
ношения к клетке-хозяин у. В поисках средств против ретро-
ко подходов. Один из них заключается в получении монокло-
вирусов этой задаче с самого начала уделялось основное Вий-
нальных антител. Для этого нужно идентифицировать антите-
мание. В частности, изучались соединения, которые носят на-
ла, которые на самом деле связываются с ключевым участком
звание дидезоксииуклеозидов, являющиеся ингибиторами об-
вирусного белка, клонировать производящие их лимфоциты
ратной транскриптазь]. Это аналоги нуклеозидов, т. е. по струк-
и выращивать эти клетки in vitro.
туре они очень близки к нуклеотидам, служащим мономерами
Второй подход использует антиидиотипические антите-
ДНК и РНК.
ла, т. е. «антитела против идиотипа»; в данном случае это ан-
титела против антител к CD4. Идея заключается в том, что Одно из таких соединений — 3*-азидо-2\ <Г- дидезокси-
молекула монокланального тела против CDi no структуре тимидин, или азидотимидин. Его синтезировали в 1964 Г. Пер-
может имитировать участок связывания CD4 в молекуле gp!20, воначально он создавался в качестве противоракового препа-
и поэтому антитело (антиидистии) к этому участку должно рата. В 1985 г. ученые обнаружили, что он является мощным
соединяться с gp'12O. ингибитором размножения ВИЧ к культуре Т-лимфоцитов в
концентрациях 1—5 мкМ (0,25—1,25 мкг/мл). При этом не
Третий подход — создание растворимой, т. е. не связан-
было замечено заметной токсичности азидотимидипа при кон-
ной с клетками формы CD4, которая может взаимодейство-
центрациях 20—50 мкМ или менее. Вскоре доказали, что ази-
вать с ВИЧ, занимая его участки связывания, и тем самым
дотимидин эффективно действует на больных СПИДом при
мешая его связыванию с CD4 на поверхности Т4-хелперов В
концентрации R организме 1—5 мкМ, как и было предсказано
настоящее время растворимый CD1 был получен методами
на основании исследования в культуре Т-клоток.
генной инженерии. Этот препарат на самом деле блокирует
участки связывания CD^ па оболочке ВИЧ и сдерживает зара- Как же это соединение может защитить клетки от ВИЧ?
жение Т-клеток. Наверное, вирусу трудно будет модифици- Л вес дело в том, что оно близко по структуре к нуклеозиду
роваться таким образом, чтобы потерять сродство с CD,,, со- тпмидииу, который входит в состав ДНК. В клетке азидоти-
храняя при этом способность заражать другие клетки. мидин подвергается ферментативному фосфорилнроваишо: к
423 БИОЛОГИЯ


нему присоединяется цепочка из трех фосфатных групп. Ази- образования второй нити. Вероятно, вскоре- получится бло-
дотимидинтрифосфат и является активной формой препара- кировать и другую часть фермента — интегргзу, которая, как
та. (Вводить в организм непосредственно азидотимидинтри- считают, разрезает ДНК клетки-хозяина и вставляет в разрыв
фосфат нельзя, так как клетки не способны его поглощать). ДНК вируса.
Азндотимилинтрифосфат аналог тимидиитрифосфата - Следующее потенциально уязвимое меч то в цикле ВИЧ
одного из мономеров ДНК. По всей видимости, механизм по- возникает несколько позже, когда активируется клетка-хозя-
давления синтеза вирусной ДНК имеет двоякую природу; кон- ин. Клетка может приступить к синтезу новы:-; белков, а также
курентное ингибирование и терминация синтеза цепи ДНК. начать деление. Тот же процесс, который активирует клетку,
может инициировать транскрипцию провируса и трансляцию с
Конкурентное ингибирование заключается в том, что ази-
образованием вирусных белков. Есть вероятность нарушить
дотнмидинтрифосфат связывается с обратной транскрипта-
этот процесс, используя «антисмысловые оллгонуклеотиды».
зой в том участке, который в норме соединяет обычные нук-
Для этого надо получить олнгонуклеотиды (короткие после-
леоэидтрифосфаты. При терминации синтеза цепи ДНК об-
довательности иуклеотидов), комплементарные части вирус-
ратная транскриптаза неправильно включает азидотимидин-
ной мРНК. МРНК — это смысловая последовательность, по-
трифосфаг в растущую цепь вирусной ДНК вместо тп.мидин-
скольку она непосредственным образом кодирует белок, а оли-
трифагфата, но присоединение следующего нуклеотида невоз-
гонуклеотиды называются антисмысловыми, потому что они
можно, поскольку в молекуле азидотимидинтрифосфата ист
комплементарны мРНК. Эти нуклеотиды имеют возможность
гидроксильной группы, которая необходима для образования
связываться с вирусной мРНК. Возникает, как говорят, моле-
связи со следующим нуклеотидом. Вирус не может исправить
кулярная гибридизация: формируется дуплекс, т. с. двухце-
эту ошибку, и синтез ДНК прекращается.
почечный участок молекулы, который, по всей вероятности,
Другие дидезоксинуклеозиды, которые обладают актив-
препятствует движению рибосом клетки вдоль вирусных
ностью против ВИЧ, работают, по всей видимости, таким же
мРНК и тем самым блокирует синтез вирусных белков. Такой
образом. Вес эти соединения стали эффективными протиз ряда
механизм называется гибридизационным блоком трансляции.

<< Пред. стр.

страница 93
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign