ВИЧ — это ретровирус, то есть он должен скопировать свой геном РНК в ДНК, чтобы инфицировать клетки. Раньше не было известно, как вирус приобретает строительные блоки необходимого ему генетического материала, называемые нуклеотидами. Важно отметить, что также не было известно, как ВИЧ делает это, не вызывая сигнальные системы клеток, которые готовы обнаруживать чужеродную ДНК.
ВИЧ окружен белковой оболочкой, называемой капсидом. Было обнаружено, что ВИЧ скрывается внутри капсида, пока строит ДНК. Междисциплинарная команда использовала гибридный подход, который включал определение атомной структуры капсида в разных состояниях и создание мутантных версий вирусов ВИЧ, чтобы увидеть, как эта инфекция изменилась.
Это позволило исследователям обнаружить в капсиде поры, похожие на радужную оболочку, которые открываются и закрываются, как и в глазу. Эти поры всасывают нуклеотиды, необходимые для репликации, с большой скоростью, удерживая при этом любые нежелательные молекулы. Это помогает объяснить, почему ВИЧ так успешно уклоняется от иммунной системы.
После того, как они определили эти поры капсида, команда перешла к разработке молекулы ингибитора, которая могла бы их блокировать — гексакарбоксибензола. Как только поры были заблокированы молекулой, вирус ВИЧ не мог копировать себя и стал неинфекционным.
Гексакарбоксибензол не может проникать через клеточную мембрану клеток человека, чтобы получить доступ к вирусу, но исследователи предполагают, что в будущем могут быть разработаны лекарства с аналогичными свойствами, но способные проникать в клетку.
Другой вариант — изучить препараты, которые в настоящее время используются для лечения ВИЧ, называемые ингибиторами обратной транскриптазы, чтобы увидеть, есть ли способы улучшить их прохождение через эти поры, тем самым увеличив их активность.
Старший автор, доктор Лео Джеймс из Лаборатории молекулярной биологии MRC сказал: «Раньше мы думали, что капсид распадается, как только вирус входит в клетку, но теперь понимаем, что капсид защищает вирус от нашей врожденной иммунной системы. Обнаруженные нами каналы объясняют, как топливо для репликации попадает в капсид, позволяя создать вирусный геном."
Ведущий автор, доктор Дэвид Жак из Лаборатории молекулярной биологии MRC, сказал: «Мы уже разработали прототип ингибитора, который непосредственно воздействует на канал.
Мы прогнозируем, что эта функция может быть общей для других вирусов и станет привлекательной целью для новых противовирусных препаратов, включая новые методы лечения ВИЧ и родственных вирусов."
Д-р Тим Каллингфорд, менеджер программы по химической биологии в MRC, сказал: «Эта совместная работа лаборатории Лео Джеймса в Лаборатории молекулярной биологии MRC, Кембридж, и Грега Тауэрса в UCL действительно иллюстрирует ценность междисциплинарного подхода к исследованиям. Сочетание структурной работы на атомном уровне с вирусологией позволило им сделать открытие, которое определит направление будущей работы в этой области."