• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Lepsze poznanie retrowirusów może owocować udoskonalonymi terapiami farmakologicznymi

    07.06.2012. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Czescy i niemieccy naukowcy jako pierwsi odkryli szczegóły struktury otoczki okalającej materiał genetyczny retrowirusów, kiedy nadal znajdują się na etapie formowania - kluczowym i potencjalnie wrażliwym stadium ich cyklu życiowego.

    Retrowirus jest wirusem kwasu rybonukleinowego (RNA), który duplikuje się w komórce gospodarza za pomocą enzymu odwrotnej transkryptazy, aby wytworzyć kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) z genomu RNA. Następnie DNA jest wprowadzane do genomu gospodarza przez enzym integrazy, po czym wirus replikuje się jako część DNA komórki gospodarza. Jednym z najlepiej znanych retrowirusów jest wirus nabytego braku odporności (HIV), który należy do grupy lentiwirusów - podzbioru rodziny retrowirusów.

    W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature naukowcy wyjaśniają, że ich odkrycie dostarcza informacji o części wirusa, która potencjalnie może stać się w przyszłości celem leków. Zespół współpracuje z Instytutem Technologii Chemicznej i Czeską Akademią Nauk z siedzibą w Pradze oraz z Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu, Niemcy.

    Retrowirusy składają się z materiału genetycznego zamkniętego w otoczce białkowej, która z kolei jest otoczona błoną. W przypadku HIV, po przeniknięciu retrowirusa do komórki docelowej (jednej z komórek naszego układu immunologicznego), wirus replikuje się, wytwarzając wiele własnych kopii, z których każda musi zostać złożona ze mieszanki komponentów wirusowych i komórkowych w postać niedojrzałego wirusa.

    Jeden z naukowców z zespołu, John Briggs z EMBL, komentuje: "W komórce gospodarza zgromadzone są wszystkie komponenty niezbędne do powstania niedojrzałego wirusa, który następnie musi dojrzeć w cząsteczkę zdolną do infekowania innych komórek. Odkryliśmy, że kiedy to następuje, zmiany otoczki wirusa są znacznie bardziej radykalne od spodziewanych".

    Otoczki zarówno dojrzałego, jak i niedojrzałego wirusa to przypominające plaster miodu szkielety złożone z sześciokątnych elementów. Dzięki wykorzystaniu mikroskopii elektronowej i metod komputerowych, zespół był w stanie zbadać, które części kluczowych białek sklejają się, aby utworzyć niedojrzałą otoczkę w formie plastra miodu. Okazały się one całkowicie odmienne od części, z których zbudowana jest dojrzała otoczka.

    Odkrycia czesko-niemieckiego zespołu pomogą naukowcom dojść do tego, jak niedojrzały wirus jest składany w komórce i jak białka otoczki przeorganizowują się, aby przejść od jednej formy do drugiej. To może okazać się kluczowe dla osób czekających na opracowanie nowych typów terapii antyretrowirusowych. Chociaż wiele istniejących leków antyretrowirusowych blokuje już enzym, który oddzielałby normalnie komponenty niedojrzałej otoczki, umożliwiając jej osiągnięcie dojrzałości, na chwilę obecną nie ma zatwierdzonych leków, które oddziałują na samą otoczkę, aby zapobiec łączeniu się enzymu.

    John Briggs dodał, że chociaż "nadal potrzebują wielu bardziej szczegółowych informacji, zanim rzeczywiście będzie można mówić o opracowaniu leku", w końcu możliwość "porównania struktur dojrzałych i niedojrzałych jest krokiem naprzód".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    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. 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. 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.

    Ludzki wirus niedoboru odporności, HIV (ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów. Atakuje głównie limfocyty T-pomocnicze (limfocyty Th). Wiriony mają budowę kulistą i otoczone są otoczką lipidową, zawierającą liczne białka (glikoproteiny: gp120 u HIV-1 i HIV-2 oraz gp41 u HIV-1 i gp36 u HIV-2). Pod osłonką znajduje się płaszcz białkowy, czyli kapsyd, kryjący materiał genetyczny wirusa (RNA) i enzymy: odwrotną transkryptazę, integrazę. Wywołuje AIDS. Dotychczas poznano 2 typy wirusa: Ludzki wirus niedoboru odporności, HIV (ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów. Atakuje głównie limfocyty T-pomocnicze (limfocyty Th). Wiriony mają budowę kulistą i otoczone są otoczką lipidową, zawierającą liczne białka (glikoproteiny: gp120 u HIV-1 i HIV-2 oraz gp41 u HIV-1 i gp36 u HIV-2). Pod osłonką znajduje się płaszcz białkowy, czyli kapsyd, kryjący materiał genetyczny wirusa (RNA) i enzymy: odwrotną transkryptazę, integrazę. Wywołuje AIDS. Dotychczas poznano 2 typy wirusa:

    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. 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.

    Lentiwirusy (lentivirus, inaczej wirusy powolne) – rodzaj wirusów z rodziny retrowirusów, które wywołują objawy chorobowe po długim okresie utajenia. Przykładem takiego wirusa jest HIV. Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie.

    Retrotranspozon - typ transpozonu (transpozon RNA), stanowiący znaczną część genomów organizmów eukariotycznych. Wszystkie retrotranspozony występują w postaci cząsteczki RNA. Retrotranspozony zawierają geny kodujące enzymy niezbędne do przemieszczania się w procesie transpozycji - po wniknięciu do komórki gospodarza (lub po transkrypcji retrotranspozonu zintegrowanego z genomem gospodarza) następuje synteza pierwszej nici DNA przez enzym zwany odwrotną transkryptazą. W ten sposób powstaje pozachromosomowa, dwuniciowa cząsteczka zbudowana z jednej nici RNA i jednej nici DNA. Następnie matrycowa nić RNA jest wytrawiana (przez enzym RNA-zę), a na jej miejsce syntetyzowana jest druga (komplementarna do pierwszej) nić DNA. Taki dwuniciowy DNA zostaje za pomocą enzymu integrazy wstawiony do genomu gospodarza.

    Tenofowir (tenofovir) – organiczny związek chemiczny z grupy fosfonianowych analogów nukleotydów. Lek antywirusowy należący do klasy leków antyretrowirusowych. Jest nukleotydowym inhibitorem odwrotnej transkryptazy wirusa HIV. Stosowany w terapii AIDS i przewlekłej żółtaczce typu B.

    HGV (ang. Hepatitis G Virus) – jednoniciowy wirus RNA, z rodziny Flaviviridae, o budowie genomu zbliżonej do wirusa HCV. Pierwsze nazewnictwo wirusa HGV swoją historią sięga do roku 1967, kiedy to wykazano prawdopodobieństwo obecności wirusa na podstawie szczegółowych badań na pacjencie w Chicago, u którego wystąpiły potransfuzyjne oznaki zapalenia wątroby. Domyślano się, że powodował je wirus nie-A, nie-B i nazwano go od inicjałów pacjenta (roboczo) GB. Dopiero w połowie lat 90. zbadano tego wirusa bliżej.

    Dodano: 07.06.2012. 17:26  


    Najnowsze