Obecnie dostępnych jest wiele leków, które pomagają kontrolować zakażenie HIV, w tym grupa zwana inhibitorami transferu nici integrazy. W tej rodzinie leków znajdują się cztery leki: raltegrawir, elwitegrawir, dolutegrawir i biktegrawir. Wszystkie działają poprzez wiązanie z jednym z kluczowych enzymów HIV, zwanym integrazą, aby powstrzymać go przed wstawieniem informacji genetycznej wirusa do DNA ludzkich komórek. Choć początkowo są wysoce skuteczne, z czasem HIV może rozwinąć oporność na te leki.
Czytaj też:
Osoby z HIV tracą odporność na ospę pomimo szczepionki i leków ARV
Naukowcy odkryli mechanizm rozwijania odporności na tę grupę leków. Chociaż leki są zwykle bardzo skuteczne w wiązaniu i blokowaniu integrazy, z czasem wirus może osłabić to wiązanie, a tym samym umożliwić ponowne działanie kluczowemu enzymowi. Zbadano strukturę integrazy wirusa, który jest bardzo podobny do przodka HIV, przy użyciu mikroskopii krioelektronowej. Ta technika wykorzystuje potężny mikroskop, który strzela elektronami w zamrożoną próbkę kompleksu lek-enzym. Rejestrując interakcje elektronów z próbkami, naukowcy stworzyli szczegółowe obrazy prawie na poziomie atomu
„Niezwykła właściwość tych leków polega na tym, że oddziałują one z jonami metali, co normalnie pozwala im tworzyć bardzo silne wiązania z aktywnym miejscem enzymu wirusowego. Odkryliśmy, że HIV może subtelnie zmieniać środowisko chemiczne metali co zmniejsza siłę wiązania leku” – mówi Peter Cherepanov, profesor wirusologii molekularnej w Imperial College London.
„Dobrą wiadomością jest to, że w końcu zwizualizowaliśmy dokładną strukturę aktywnego miejsca enzymu wirusowego, w miejscu, w którym wiążą się leki. To pozwoli zaprojektować bardziej skuteczne inhibitory integrazy, które mogłyby poprawić życie wielu milionów ludzi z HIV” – mówi Alan Engelman, profesor medycyny w Harvard Medical School w Bostonie.
„Osłabienie wiązania leku występuje z powodu połączonego efektu mutacji i utraty kluczowych cząsteczek wody w aktywnym miejscu. Zrozumienie tego mechanizmu pomoże ulepszyć tę klasę leków w przyszłości” – komentuje Edina Rosta z Kings College London.
„Te badania są znakomitym przykładem tego, w jaki sposób możemy wykorzystać mikroskopię krioelektronową do ujawnienia zawiłych związków między lekami a ich celami, zapewniając wyniki, które mogą prowadzić do korzyści klinicznych” – wyjaśnia Peter Rosenthal z Francis Crick Institute.
Czytaj też:
Test na HIV – test na życie. Co piąty Polak żyjący z HIV nie wie o zakażeniu!