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16.5: Retrovirus-Lebenszyklen
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PROTOKOLLE

16.5: Retrovirus-Lebenszyklen

Retroviren haben ein einzelsträngiges RNA-Genom, welches eine spezielle Form der Replikation durchläuft. Nachdem das Retrovirus in die Wirtszelle eingedrungen ist, synthetisiert ein Enzym doppelsträngige DNA aus dem retroviralen RNA-Genom. Dieses Enzym bezeichnet man als reverse Transkriptase. Diese DNA-Kopie des Genoms wird dann über ein Enzym namens Integrase in das Genom des Wirts innerhalb des Nucleus integriert. Folglich wird das retrovirale Genom immer dann in RNA transkribiert, wenn das Genom des Wirts transkribiert wird. Das ermöglicht die Replikation des Retrovirus. Neue retrovirale RNA wird in das Cytoplasma transportiert, wo sie in Proteine übersetzt wird, die neue Retroviren assemblieren.

Antiretrovirale Medikamente zielen auf verschiedene Stadien des HIV-Lebenszyklus ab

Besondere Medikamente wurden entwickelt, um retrovirale Infektionen zu bekämpfen. Diese Medikamente zielen auf spezifische Aspekte des Lebenszyklus des Virus ab. Eine Klasse von antiretroviralen Medikamenten, sogenannte Fusionsinhibitoren, verhindert den Eintritt des Retrovirus in die Wirtszelle, indem sie die Fusion des Retrovirus mit der Wirtszellmembran hemmen. Eine andere Klasse von Antiretroviren, Reverse Transkriptase-Inhibitoren, hemmt die Enzyme der Reversen Transkriptase, die DNA-Kopien des retroviralen RNA-Genoms herstellen. Reverse Transkriptase-Inhibitoren sind kompetitive Inhibitoren. Während des Prozesses der reversen Transkription werden die Wirkstoffmoleküle anstelle der üblichen DNA-Basen in den wachsenden DNA-Strang eingebaut. Einmal eingebaut, blockieren die Wirkstoffmoleküle den weiteren Fortschritt durch das Enzym der reversen Transkriptase. Die dritte Klasse von Medikamenten, die Integrase-Inhibitoren, verhindert, dass die Integrase-Enzyme das retrovirale Genom in das Wirtsgenom integrieren. Schließlich greifen Protease-Inhibitoren in die enzymatischen Reaktionen ein. Diese ist für die Herstellung voll funktionsfähiger retroviraler Partikel notwendig.

Kombinationen (oder “Cocktails”) von antiretroviralen Medikamenten werden verwendet, um das Human Immunodeficiency Virus (HIV) zu bekämpfen. Wenn dieses Retrovirus unbehandelt bleibt, verursacht es AIDS. Cocktails von antiretroviralen Medikamenten sind notwendig, um HIV-Infektionen zu bekämpfen, da das Retrovirus schnell eine Resistenz gegen jedes einzelne Medikament entwickeln kann. Diese Fähigkeit zur raschen Evolution geht auf das einzelsträngige RNA-Genom von HIV zurück, das Mutationen schneller anhäuft als DNA oder doppelsträngige Genome. Einige dieser Mutationen verleihen eine Arzneimittelresistenz.

Durch die Kombination von Medikamenten, die auf die Vorgänge zu Beginn, in der Mitte und am Ende des retroviralen Lebenszyklus abzielen, reduzieren antiretrovirale Cocktails (die so genannte hochaktive antiretrovirale Therapie oder HAART) die HIV-Population in einem Patienten dramatisch. Die Wahrscheinlichkeit von Mehrfachmutationen, die eine Resistenz gegen verschiedene Medikamente im HIV-Genom bewirken, ist viel geringer als die einer einzelnen resistenten Mutation. Das macht die HAART-Strategie wesentlich effektiver als Einzeltherapien. Diese Cocktailstrategie hat sich bei der Behandlung von HIV als enorm erfolgreich erwiesen. Behandeltet Personen entwickeln immer seltener AIDS aus HIV.


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