Молекулярные биологи из Йеля создали сверхэффективный препарат, который подавляет работу фермента, помогающего ВИЧ встраиваться в ДНК клетки. С его помощью удалось защитить мышей от инфекции, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Одна доза наночастиц, начиненных нашим "веществом-1", защищала Т-клетки мышей от массовой гибели и удерживала концентрацию вирусных частиц на минимальном уровне на протяжении трех недель. "Вещество-1" способно бороться как с обычными клиническими штаммами ВИЧ, так и с его "неуязвимыми" версиями", — пишут Кэрен Андерсон (Karen Anderson) и ее коллеги из Йельского университета (США).
Как объясняют ученые, сегодня больные ВИЧ могут прожить десятки лет благодаря приему антиретровирусных препаратов – веществ, подавляющих различные этапы репликации вируса в клетках тела. Так как они часто обладают сильными побочными эффектами, медики часто вынуждены прекращать их прием на несколько недель.
При прекращении их приема ВИЧ "вылезает из окопов" и начинает интенсивно копировать себя, зачастую возвращаясь к начальным масштабам инфекции за три или две недели. В последние годы ученые активно пытаются найти лекарства или антитела, которые помогали бы избежать подобной "контратаки" вируса, или позволяли бы "выгнать" вирус из клеток.
Андерсон и ее коллеги уже несколько лет изучают структуру одного из главных компонентов ВИЧ, так называемой обратной транскриптазы. Она представляет собой особый фермент, который вирус использует для того, чтобы "прочитать" свою одиночную спираль РНК и превратить ее в двойную цепочку ДНК, которая может быть встроена в геном зараженной клетки.
Многие виды антриретровирусных препаратов, как объясняют ученые, блокируют работу этого белка, однако ни один из них не делает это со 100% надежностью и безопасностью. Часть вирусов постепенно становится неуязвимой для их действия, а сами по себе эти вещества имеют ряд смертельно опасных побочных эффектов, не позволяющих принимать их постоянно.
Андерсон и ее коллеги смогли решить эту проблему, проведя большую часть экспериментов не на реальных образцах клеток и вирусов, а на их виртуальных аналогах. Используя компьютерные модели различных версий обратной транскриптазы, ученые изучали как взаимодействуют с ним различные вещества и лекарства, уже известные науке, и отобрали из них самые эффективные.
Открыв несколько десятков таких молекул, способных подавлять работу этого фермента, ученые попытались улучшить их работу, меняя структуру их ключевых элементов, соединяющихся с обратной транскриптазой. Плодом этих усилий стало открытие молекулы, получившей имя "вещество-1", взаимодействующей с вирусом примерно в 2,5 тысячи раз более активно, чем ее прародитель.
Добившись подобного результата, ученые синтезировали ее реальный аналог и проверили его работу на культурах иммунных клеток, зараженных ВИЧ, в комбинации с другими антиретровирусными препаратами или в составе особых наночастиц, которые постепенно выделяли "вещество-1" в окружающую среду.
Как показали эти опыты, "вещество-1" усиливало действие других препаратов и эффективно подавляло размножение вируса даже в малых дозах, не вызывая при этом никаких побочных эффектов, что заставило ученых перейти к доклиническим испытаниям, которые они провели на мышах с "человеческой" иммунной системой.
Эти опыты показали, что даже одиночная доза наночастиц с "веществом-1" защищала мышей от инфекции на протяжении 30 дней, если они не были заражены до начала опытов, и удерживала ее на минимально низком уровне в противном случае. Все это, как считают ученые, говорит о том, что это соединение может стать основой для безопасных и "долгоиграющих" лекарств и средств профилактики от ВИЧ.