16.5: Жизненный цикл ретровируса

Ретровирусы имеют одноструйный геном РНК, который подвергается особой форме репликации. После того, как ретровирус попал в клетку-хозяина, фермент под названием обратная транскриптаза синтезирует двухцепочечную ДНК из ретровирусного генома РНК. Эта копия генома ДНК затем интегрируется в геном хозяина внутри ядра с помощью фермента, называемого интегразой. Следовательно, ретровирусный геном транскрибируется в РНК всякий раз, когда геном хозяина транскрибируется, что позволяет реплицировать ретровирус. Новая ретровирусная РНК транспортируется в цитоплазму, где она переводится в белки, которые собирают новые ретровирусы.

Антиретровирусные препараты нацелены на различные этапы жизненного цикла ВИЧ

Для борьбы с ретровирусными инфекциями были разработаны особые препараты. Эти препараты нацелены на конкретные аспекты жизненного цикла. Один класс антиретровирусных препаратов, ингибиторы синтеза, предотвращает проникновение ретровируса в клетку-хозяина, препятствуя слиянию ретровируса с мембраной клетки-хозяина. Другой класс антиретровирусных препаратов, ингибиторы обратной транскриптазы, ингибирует ферменты обратной транскриптазы, которые делают копии ДНК ретровирусного генома РНК. Ингибиторы обратной транскриптазы являются конкурентоспособными ингибиторами; в процессе обратной транскрипции молекулы препарата включаются в растущую нить ДНК вместо обычных оснований ДНК. После включения молекулы препарата блокируют дальнейший прогресс фермента обратной транскриптазы. Третий класс препаратов, ингибиторы интегразы, предотвращает интеграцию ферментов интегразы в геном хозяина. Наконец, ингибиторы протеазы мешают ферментативным реакциям, которые необходимы для производства полностью функционирующих ретровирусных частиц.

Комбинации (или «коктейли») антиретровирусных препаратов используются для борьбы с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Если не лечить, этот ретровирус вызывает СПИД. Коктейли антиретровирусных препаратов необходимы для борьбы с ВИЧ-инфекцией, потому что ретровирус может быстро развить устойчивость к любому препарату. Эта способность к быстрой эволюции проистекает из одностругового генома РНК ВИЧ, который накапливает мутации быстрее, чем ДНК или двухструнное геномы. Некоторые из этих мутаций дают лекарственная устойчивость.

Однако, комбинируя препараты, нацеленные на события в начале, середине и конце ретровирусного жизненного цикла, антиретровирусные коктейли (называемые высокоактивной антиретровирусной терапией, или ВААРТ) резко сокращают популяцию ВИЧ у пациента. Вероятность множественных мутаций, которые придают устойчивость к различным препаратам в геноме ВИЧ, намного ниже, чем у одной резистентной мутации, что делает стратегию HAART гораздо более эффективной, чем однонаркотической терапии. Эта стратегия коктейлей была чрезвычайно успешной в лечении ВИЧ, так что в настоящее время редко для лечение людей развивать СПИД.