• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Białko, które jest w stanie zagłodzić HIV

    02.03.2012. 17:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół badawczy odkrył, że białku odpowiedzialnemu za obronę niektórych ludzkich komórek odpornościowych przed najbardziej powszechną i złośliwą postacią wirusa HIV udaje się pełnić swoją funkcję dzięki temu, że głodzi wirusa, pozbawiając go struktur molekularnych, których wymaga do replikacji. Badanie, którego wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Immunology, było współfinansowane ze środków grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC) w ramach unijnego siódmego programu ramowego (7PR). Dzięki temu odkryciu mamy szansę dowiedzieć się, dlaczego niektóre leki przeciwko HIV są bardziej skuteczne niż inne.

    Pracujący pod kierunkiem francuskiego Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) naukowcy twierdzą, że wyniki badania przydadzą się przy opracowywaniu leków nie tylko przeciwko HIV, ale także przeciwko innym patogenom, na przykład herpeswirusom.

    "Odkrycie może wyjaśniać, dlaczego niektóre stosowane obecnie leki przeciwko HIV są w pewnych okolicznościach bardziej skuteczne niż inne", mówi jeden z autorów pracy, prof. Baek Kim z Ośrodka Nauk Medycznych amerykańskiego Uniwersytetu w Rochester. "Przynosi też nowe informacje na temat tego, w jaki sposób wiele innych wirusów działa w organizmie ludzkim".

    Badanie skupiało się na białku o nazwie SAMHD1, występującym w białych krwinkach (makrofagach) oraz w pokrewnych im komórkach dendrytycznych. W 2011 r. naukowcy odkryli, że cząsteczka ta osłabia zdolność wirusa HIV-1 do zarażania makrofagów, które odpowiadają za "konsumowanie" patogenów, w tym wirusów.

    W najnowszych badaniu naukowcy odkryli, że cząsteczka SAMHD1 odcina dostawę surowców, których HIV potrzebuje do tworzenia i replikacji DNA, tj. trójfosforanów deoksynukleotydów (dNTP), elementów budulcowych DNA.

    SAMHD1 niszczy te elementy, w efekcie uniemożliwiając HIV-1 replikację wewnątrz makrofagów. Badanie wyjaśnia także, w jaki sposób jedno z białek wytwarzanych przez inną powszechną odmianę HIV, HIV-2, blokuje SAMHD1. Białko wirusa X (Vpx) uszkadza SAMHD1, ułatwiając w ten sposób infekowanie makrofagów przez HIV-2.

    "Nie wiemy dokładnie, jak SAMHD1 i Vpx wpływają na wirulencję HIV-1 i HIV-2, ale prowadzimy intensywne badania w tym zakresie", tłumaczy dr Kim. "W tym przypadku zdolność HIV-2 do szybszej replikacji w makrofagach nie pomaga mu stać się bardziej wirulentnym".

    Naukowcy stawiają hipotezę, że mutacje DNA wirusa omijają szlak blokowany przez SAMHD1. To tutaj kryje się największa trudność w leczeniu pacjentów.

    "Wydaje się logiczne, że taki mechanizm funkcjonuje w makrofagach", mówi dr Kim. "Makrofagi dosłownie pożerają niebezpieczne organizmy. Oczywiście niepożądane jest, aby te organizmy dysponowały komórkową maszynerią potrzebną im do replikacji. Same makrofagi takiej maszynerii nie potrzebują, ponieważ nie dokonują replikacji. Tak więc makrofagi używają SAMHD1 do pozbywania się surowców, których organizmy te potrzebują do replikowania. To doskonały mechanizm obronny. Badanie wskazuje na nowe metody przeciwdziałania replikacji wirusów w makrofagach, które są niezwykle ważną populacją komórek, pełniącą rolę kluczowego zaplecza infekcji wirusowej i czynnika sprzyjającego chorobom wywoływanym przez HIV".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Efekt cytopatyczny CPE (cytopathic effect) - zespół zmian morfologicznych i degeneracyjnych, występujących w komórkach pod wpływem replikacji wirusa. Jest on następstwem zahamowania transkrypcji RNA oraz syntezy białek gospodarza, jak również toksycznego wpływu białek wirusa. HAART (ang. highly active antiretroviral therapy) – terapia antyretrowirusowa stosowana w przypadku zakażenia HIV, w której podstawową zasadą jest stosowanie mieszanki co najmniej trzech leków przeciwretrowirusowych w kombinacji zalecanej przez światowych ekspertów (schemat podstawowy: dwa nukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy plus jeden nienukleozydowy inhibitor odwrotnej transkryptazy albo dwa nukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy plus jeden inhibitor proteazy). Celem terapii jest długofalowe zahamowanie replikacji wirusa HIV. Wirusa HIV cechuje zdolność do szybkiego wytwarzania mutacji, prowadzących do oporności na stosowane leki antyretrowirusowe. Wobec czego monoterapia szybko staje się nieskuteczna – bardzo szybko zostają wyselekcjonowane zmutowane wirusy, które wskutek mutacji są oporne na stosowany lek. W przypadku pierwszego, skutecznego leku, zydowudyny, po około roku stosowania obserwowano pojawienie się populacji wirusa HIV opornego na ten lek i utratę skuteczności terapeutycznej tego preparatu. Stosując równocześnie trzy leki antyretrowirusowe zmniejsza się szansę, że w wyniku mutacji powstanie rodzina wirusów równocześnie oporna na trzy jednocześnie stosowane leki. Podobne podejście współcześnie stosuje się w terapii gruźlicy. Tu też obowiązuje terapia wielolekowa. Cykl lizogenny, cykl lizogeniczny (biogenny) inaczej lizogenia - odmiana replikacji wirusów, polegająca na wnikaniu materiału genetycznego wirusa do komórki gospodarza i jego replikacji wraz z DNA gospodarza, która nie prowadzi do lizy komórki.

    HIV-2 – typ wirusa wolniej doprowadzający do AIDS niż HIV-1. Pochodzenie wirusa HIV nie zostało ostatecznie wyjaśnione, przypuszczalnie jest on wynikiem mutacji retrowirusów występujących u małp, od których zaraził się człowiek. Najczęstszymi nosicielami tego wirusa (HIV-2) są ludzie zamieszkujący Afrykę Zachodnią. Nad specyfikiem hamującym rozwój wirusa HIV cały czas pracują naukowcy, najnowsze źródła donoszą, że odkryto naturalny składnik ludzkiej krwi, który efektywnie blokuje HIV-1, wirusa będącego najczęstszą przyczyną AIDS. Amantadyna – lek antywirusowy, stosowany w leczeniu i profilaktyce grypy typu A u dorosłych (zwłaszcza A2; nie działa na wirus grypy typu B). Działa przez hamowanie uwalniania materiału genetycznego wirusa z nukleokapsydu do komórki i dalsze etapy jego replikacji. Obecnie obserwuje się szybkie wytwarzanie oporności wirusów na ten lek.

    Twórcą tej koncepcji jest M. Eigen. Wzajemny wpływ kwasów nukleinowych i białek powoduje powstanie hipotetycznych układów zwanych hipercyklami. Proces wpływania na siebie kwasów nukleinowych i białek sprzyja również powielaniu się pierwotnych biopolimerów. Stanowią one najprostszy system genetyczny we wczesnej biogenezie. Dzięki zjawisku konkurencji zachodzącej między różnymi hipercyklami, zostają wyselekcjonowane hipercykle tylko jednego typu, w których występował najsprawniejszy mechanizm translacji i replikacji. Sprawny mechanizm translacji i replikacji gwarantuje największą liczbę kodowanych informacji i różnorodność syntetyzowanych białek. Eklipsa (faza eklipsy, faza utajona) to trzeci etap namnażania wirusów. Wirus znajduje się już w komórce gospodarza, ale nie można w niej znaleźć kompletnych wirionów. Kapsyd rozpada się i uwalnia kwas nukleinowy wirusa (rozpad kapsydu nie dotyczy bakteriofagów - ich kapsydy nie wnikają do komórki). Kwas nukleinowy wirusa ulega replikacji, czyli powieleniu. Do tego procesu wirus wykorzystuje enzymy z komórki gospodarza. Na podstawie informacji genetycznej zawartej w kwasie nukleinowym wirusa komórka produkuje białka wirusowe zamiast swoich własnych. Powstają potomne kapsydy.

    Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu. Integraza – enzym występujący w kapsydach wirusów typu retrowirus, w tym w kapsydzie wirusa HIV. Został odkryty w roku 1978 przez naukowców z Saint Louise University. Uczestniczy w kowalencyjnym łączeniu prowirusowego DNA z DNA komórki gospodarza. W 2005 roku wykazano, że enzym integraza uczestniczy w chwytaniu końców DNA wirusa, nim zostanie ono włączone do chromosomu gospodarza, umożliwia więc rozpoczęcie replikacji wirusa.

    Inhibitor replikacji DNA – czynnik, który zmniejsza szybkość lub całkowicie blokuje możliwość przebiegu procesu replikacji DNA. Najczęściej są stosowane związki chemiczne, które działają w różnych mechanizmach.

    Origin (Ori), punkt wyjściowy replikacji − szczególna sekwencja nukleotydów w cząsteczce DNA bądź RNA. Jest to miejsce inicjacji (rozpoczęcia) procesu replikacji DNA (u prokariotów i eukariotów) oraz replikacji RNA (u niektórych wirusów).

    Simian virus 40 (SV40) – wirus należący do poliomawirusów i wykazujący wszystkie ich podstawowe cechy. Zainteresowanie tym wirusem pojawiło się w momencie, gdy dowiedziono, że jest on odporny na działanie formaliny, która była używana dawniej do produkcji szczepionek przeciwko polio na bazie komórek nerki rezusa. Mimo że jest to wirus małpi, znajdowano go w niektórych liniach komórek nowotworowych. Intensywne badania w latach 60. i 70. wykluczyły tę możliwość, lecz dziś znowu ukazują się doniesienia o możliwości wywołania białaczek przez tego wirusa. Naprawa przez wycinanie zasady (BER - ang. base excision repair) - mechanizm naprawy DNA w komórkach mający na celu usuwanie uszkodzeń pojedynczych zasad DNA podczas replikacji DNA. Naprawa błędów jest konieczna, aby uniknąć wprowadzania mutacji podczas replikacji.

    Replikacja semikonserwatywna - sposób replikacji cząsteczki DNA; w nowej cząsteczce DNA (po replikacji) jedna nić pochodzi ze starej cząsteczki DNA, a druga (nowa) nić jest dobudowana na zasadzie komplementarności. Synteza nowych nici może zachodzić tylko z udziałem nici rodzicielskich, służących jako matryce. W procesie tym wykorzystuje się zdolność zasad azotowych, wchodzących w skład nukleotydów, do tworzenia komplementarnych par. Dzięki tej właśnie własności wystarczy rozplątać podwójną helisę DNA, następnie do uwolnionych w ten sposób nici dobudować komplementarne nukleotydy, aby otrzymać dwie identyczne cząsteczki DNA (każda z otrzymanych w ten sposób cząstek będzie miała jedną nić rodzicielską i jedną dosyntetyzowaną na nowo). We wszystkich organizmach replikacja DNA jest zawsze semikonserwatywna, co udowodniono, stosując metodę znakowania DNA różnymi izotopami. Arabinozyd cytozyny, cytarabina (ARA-C, cytarabine) – modyfikowany nukleozyd, antymetabolit cytozyny, w którym ryboza została zastąpiona arabinozą. Inhibitor replikacji DNA łączący się z matrycą DNA u eukariota, uniemożliwiając jej rozkręcenie i rozplecenie. Wykorzystywany w hematologii jako lek przeciwnowotworowy w leczeniu białaczek, ziarnicy złośliwej i chłoniaków nieziarniczych. Jest zaliczona do cytostatyków o dużym ryzyku wywołania wymiotów.

    Dodano: 02.03.2012. 17:49  


    Najnowsze