16.5: Cykle życiowe retrowirusa

Retrowirusy mają jednoniciowy genom RNA, który ulega specjalnej formie replikacji. Gdy retrowirus dostanie się do komórki gospodarza, enzym zwany odwrotną transkryptazą syntetyzuje dwuniciowe DNA z retrowirusowego genomu RNA. Ta kopia DNA genomu jest następnie integrowana z genomem gospodarza wewnątrz jądra za pomocą enzymu zwanego integrazą. W związku z tym genom retrowirusowy jest transkrybowany na RNA za każdym razem, gdy genom gospodarza jest transkrybowany, co pozwala retrowirusowi na replikację. Nowe retrowirusowe RNA jest transportowane do cytoplazmy, gdzie ulega translacji na białka, które składają nowe retrowirusy.

Leki antyretrowirusowe są ukierunkowane na różne etapy cyklu życiowego HIV

Opracowano specjalne leki do zwalczania zakażeń retrowirusowych. Leki te są ukierunkowane na określone aspekty cyklu życia. Jedna klasa leków przeciwretrowirusowych, inhibitory fuzji, zapobiega przedostawaniu się retrowirusa do komórki gospodarza poprzez hamowanie fuzji retrowirusa z błoną komórkową gospodarza. Inna klasa leków przeciwretrowirusowych, inhibitory odwrotnej transkryptazy, hamuje enzymy odwrotnej transkryptazy, które tworzą kopie DNA genomu retrowirusowego RNA. Inhibitory odwrotnej transkryptazy są inhibitorami kompetycyjnymi; podczas procesu odwrotnej transkrypcji cząsteczki leku są włączane do rosnącej nici DNA zamiast zwykłych zasad DNA. Po włączeniu cząsteczki leku blokują dalszy postęp enzymu odwrotnej transkryptazy. Trzecia klasa leków, inhibitory integrazy, zapobiega integracji enzymów integrazy z genomem retrowirusa z genomem gospodarza. Wreszcie, inhibitory proteazy zakłócają reakcje enzymatyczne, które są niezbędne do wytworzenia w pełni funkcjonalnych cząstek retrowirusowych.

Kombinacje (lub “koktajle”) leków przeciwretrowirusowych są stosowane w walce z ludzkim wirusem niedoboru odporności (HIV). Nieleczony retrowirus powoduje AIDS. Koktajle leków przeciwretrowirusowych są niezbędne do zwalczania zakażeń wirusem HIV, ponieważ retrowirus może szybko rozwinąć oporność na dowolny lek. Ta zdolność do szybkiej ewolucji wynika z jednoniciowego genomu RNA wirusa HIV, który gromadzi mutacje szybciej niż DNA lub genomy dwuniciowe. Niektóre z tych mutacji nadają lekooporność.

Jednak dzięki połączeniu leków, które są ukierunkowane na zdarzenia na początku, w środku i na końcu cyklu życia retrowirusa, koktajle antyretrowirusowe (zwane wysoce aktywną terapią antyretrowirusową lub HAART) radykalnie zmniejszają populację HIV u pacjenta. Prawdopodobieństwo wystąpienia wielu mutacji, które nadają oporność na różne leki w genomie HIV, jest znacznie niższe niż w przypadku pojedynczej mutacji opornej, co sprawia, że strategia HAART jest znacznie bardziej skuteczna niż terapie jednolekowe. Ta strategia koktajlowa odniosła ogromny sukces w leczeniu HIV, tak że obecnie rzadko zdarza się, aby leczone osoby rozwijały AIDS.