Это достижение создает основу для использования рентгеновской кристаллографии для создания полных изображений ВИЧ, включающих интегразу, что, в свою очередь, поможет ученым разработать новые методы лечения этого заболевания.Дуэйн Грандгенетт, доктор философии, профессор Института молекулярной вирусологии SLU и старший автор исследования, открыл интегразу в 1978 году, не зная, что вирус может стать основой для целого класса лекарств, которые сейчас используются для лечения ВИЧ.
«В 1974 году мы еще не слышали о ВИЧ», — сказал Грандженетт. «Однако мы изучали ретровирусы, класс вирусов, который включает ВИЧ. Ретровирусы распространяются, захватывая ДНК вашей клетки.
«И вирус делает это с помощью интегразы. Он отвечает за вставку генетической информации вируса, ДНК, в наши хромосомы, создавая вирусный резервуар.
Затем он использует наши клетки для репликации.«Интеграза — ключевой компонент, делающий ВИЧ патогенным».
Когда человек инфицирован ВИЧ, происходит первоначальный всплеск производства вируса. Это происходит, когда интеграза вставляет вирусную ДНК во многие клетки человека, в том числе Т-иммунные клетки CD4, клетки мозга и другие лимфатические клетки.
ВИЧ особенно губителен для Т-клеток иммунной системы, которые защищают организм от инфекции.«Большинство людей умирают не от репликации вируса, а от вторичных причин», — сказал Грандгенетт. «Их иммунная система рушится, а оппортунистические инфекции и рак — вот что действительно убивает человека».Теперь ученые разработали лекарства, которые очень успешно справляются с ВИЧ. Комбинированная лекарственная терапия особенно эффективна.
Вирус мутирует, так что он может быстро стать устойчивым к лекарству. Но когда три разных препарата нацелены на три разные цели, как в комбинированной лекарственной терапии, вероятность лекарственной устойчивости намного меньше.
Однако есть одна загвоздка. Пациенты должны принимать препараты каждый день.
Если они этого не сделают, вирус снова начнет циклически меняться, и через несколько недель вирусные уровни снова вернутся.Ученые продолжают пытаться опережать вирус как в борьбе с лекарственной устойчивостью, так и в разработке более эффективных методов лечения.Чтобы разработать лучшие лекарства, ученые хотят использовать процесс, называемый рентгеновской кристаллографией, чтобы получить полную картину того, как ингибиторы интегразы — класс лекарств от ВИЧ, нацеленных на интегразу, — взаимодействуют с вирусом.«Мы стремимся разработать новые и лучшие лекарства», — сказал Грандгенетт. «Мы хотим лучше понять, как препараты-ингибиторы интегразы взаимодействуют с интегразой.
«До сих пор никому не удалось получить изображения интегразы-ДНК ВИЧ с помощью рентгеновской кристаллографии с высоким разрешением», — сказал Грандгенетт. «Материнскую нагрузку никто никогда не ловил».Это цель Грандгенетта.«Теперь мы идем за белком интегразы полной длины с ДНК», — сказал Грандгенетт. «Это то, чем я хотел заниматься с 1978 года, даже до того, как был выявлен ВИЧ».Для этого Грандженетту и его команде, включая исследователей Кришана Панди, доктора философии, и Сибес Бера, доктора философии, необходимо было разработать комплекс интеграза-ДНК, а затем кинетически стабилизировать комплекс в присутствии препарата.
Исследователи использовали суррогатный вирус, чтобы сократить путь. Поскольку структуры интегразы схожи во всех ретровирусах, Грандженетт попробовал свой подход на вирусе саркомы Рауса (RSV), интеграза которого более легко поддается манипуляциям, чем интеграза ВИЧ.Все современные клинические ингибиторы интегразы действуют одинаково: они блокируют интегразу, которая препятствует репликации ВИЧ.
В частности, они делают это, останавливая перенос вирусной цепи ДНК с помощью ИППП — ингибиторов переноса цепи.Эти ингибиторы работают, связывая вместе три компонента: вирусную ДНК; вирусная интеграза; и сам препарат. До этого исследования никому не удавалось произвести синаптический комплекс (SC) в растворе, месте, где встречаются эти три элемента.
Исследователи разработали условия, при которых ингибиторы переноса цепи ВИЧ (ИППП) захватывают SC суррогатной интегразы RSV. Грандгенетт сообщает, что в этом эксперименте впервые был обнаружен SC ингибитора интегразы ДНК в растворе.
«Мы изолировали его и теперь хотим провести на нем рентгеновскую кристаллографию, чтобы получить лучшее изображение интегразы ВИЧ», — сказал Грандгенетт. «Это следующий шаг. Надеюсь, эта кристаллическая структура лучше объяснит, как интеграционные препараты и ДНК взаимодействуют на нанометровом уровне.
«Это поможет нам в разработке новых лекарств. У этой информации будет много применений».