Kartierung der viralen Replikation hilft uns, HIV-Medikamente zu entwickeln
Das Verständnis des Lebenszyklus von HIV hat es ermöglicht, die Medikamente zu entwickeln, die wir zur Behandlung der Krankheit einsetzen. Es erlaubt uns zu identifizieren, wie das Virus Kopien von sich selbst macht, was wiederum ermöglicht, Möglichkeiten zu entwickeln, diesen Prozess zu blockieren (oder zu hemmen).
Der HIV-Lebenszyklus ist typischerweise in sechs verschiedene Stadien unterteilt, von der Anheftung des Virus an die Wirtszelle bis zum Knospen von neuen frei zirkulierenden HIV-Virionen (im Bild ).
Virusanhang
Sobald HIV in den Körper gelangt (typischerweise durch sexuellen Kontakt, Blutkontakt oder Mutter-Kind-Übertragung), sucht es eine Wirtszelle aus, um sich zu reproduzieren. Der Wirt in dem Fall ist die CD4-T-Zelle, die verwendet wird, um eine Immunabwehr zu signalisieren.
Um die Zelle zu infizieren, muss sie sich über ein Lock-and-Kay-System anlagern. Die Schlüssel sind Proteine auf der Oberfläche von HIV, die sich an komplementäres Protein auf der CD4-Zelle anlagern, ähnlich wie ein Schlüssel in ein Schloss passt. Dies ist, was als viraler Anhang bekannt ist .
Die virale Anheftung, blockiert durch ein Medikament der Eingangsinhibitorklasse Selzentry (Maraviroc) .
Bindung und Fusion
Einmal an die Zelle gebunden, injiziert HIV eigene Proteine in die zellulären Flüssigkeiten (Zytoplasma) der T-Zelle. Dies bewirkt eine Fusion der Zellmembran mit der äußeren Hülle des HIV. Dies ist das Stadium, das als virale Fusion bekannt ist. Ein verschmolzenes Virus kann in die Zelle gelangen.
Ein injizierbares Medikament namens Fuzeon (Enfurvitid) kann die virale Fusion stören.
Virale Uncoating
HIV nutzt sein genetisches Material (RNA), um sich zu vermehren, indem es die genetische Maschine der Wirtszelle entführt. Auf diese Weise kann es mehrere Kopien von sich selbst erstellen. Der Prozess, der als virales Uncoating bezeichnet wird , erfordert, dass die Schutzschicht, die die RNA umgibt, aufgelöst werden muss. Ohne diesen Schritt kann die Umwandlung von RNA in DNA (die Bausteine für ein neues Virus) nicht stattfinden.
Transkription und Übersetzung
Einmal in der Zelle muss die einzelsträngige RNA von HIV in die doppelsträngige DNA umgewandelt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase .
Reverse Transkriptase verwendet Bausteine aus der T-Zelle, um das genetische Material im Umkehrschluss buchstäblich zu transkribieren: von RNA zu DNA. Nach der Umwandlung der DNA verfügt die genetische Maschine über die für die virale Replikation erforderliche Kodierung.
Medikamente, die Reverse-Transkriptase-Inhibitoren genannt werden, können diesen Prozess vollständig blockieren. Drei Arten von Medikamenten, Nukleosid-Reverse-Transkriptase-Hemmer (NRTIs), Nukleotid-Transkriptase-Hemmer (NtRTIs) und Nicht-Nukleosid-Reverse-Transkriptase-Hemmer (NNRTIs), enthalten fehlerhafte Imitationen der Proteine, die sich in die sich entwickelnde DNA einfügen. Dadurch kann die doppelsträngige DNA-Kette nicht vollständig gebildet werden, und die Replikation ist blockiert.
Retrovir (Zidovudin), Ziagen (Abacavir), Sustiva (Efavirenz) und Viread (Tenofovir) sind nur einige der reversen Transkriptase-Hemmer, die üblicherweise zur Behandlung von HIV eingesetzt werden.
Integration
Damit HIV die genetische Maschinerie der Wirtszelle kapern kann, muss es die neu gebildete DNA in den Zellkern integrieren. Medikamente, die als Integraseinhibitoren bezeichnet werden, sind in hohem Maße in der Lage, die Integrationsstufe durch Blockieren des Integraseenzyms, das zum Übertragen des genetischen Materials verwendet wird, zu blockieren.
Isentress (ratelgraviv), Tivicay (Dolutegravir) und Vitekta (Elvitegravir) sind drei häufig vorgeschriebene Integrasehemmer.
Versammlung
Sobald die Integration stattgefunden hat, muss HIV Proteinbausteine herstellen, aus denen neue Viren zusammengesetzt werden. Es tut dies mit dem Protease-Enzym, das Protein in kleinere Stücke zerkleinert und dann die Stücke zu neuen, vollständig gebildeten HIV-Virionen zusammenbaut.
Eine Klasse von Wirkstoffen, die Protease-Inhibitoren genannt werden, können den Zusammenbauprozess wirksam blockieren. Dazu gehören Medikamente wie Prezista (Darunavir) und Reyataz (Atazanavir).
Reifung und Anzucht
Eins der Virionen sind zusammengesetzt, sie durchlaufen das letzte Stadium, in dem die reifen Virionen buchstäblich aus der infizierten Wirtszelle herausknospen.
Sobald diese Virionen in den freien Verkehr gelangen, infizieren sie andere Wirtszellen und beginnen den Replikationszyklus erneut.
Es gibt keine Medikamente, die den Reifungs- und Knospungsprozess verhindern können .