Prošlo je više od 40 godina od početka epidemije HIV/AIDS-a, a naučnici još uvek ne razumeju u potpunosti kako HIV ulazi i replicira se u ljudskim ćelijama, što je ometalo razvoj lečenja.
Novo istraživanje tima fizičara na čelu sa profesorom Univerziteta Northeastern Mark Villiamsom radi na rešenju.
Ne postoji lek za HIV, virus koji izaziva SIDU, ali postoje tretmani koji mogu smanjiti količinu HIV-a u telu pacijenta i staviti virus pod kontrolu.
Vilijamsov tim je nedavno potvrdio ključni mehanizam u infekciji ćelija koji bi mogao da dovede do boljih lekova.
„Cilj ovog istraživanja je da se mnogo bolje razume [retrovirusni] životni ciklus kako bi se mogli razviti bolji lekovi za HIV“, kaže Vilijams. „I ovo je veliki deo životnog ciklusa za napad drogom.“
Studija, koju je sproveo Vilijamsov tim u saradnji sa Vinai Pathakom i istraživačkim biologom Rajanom Burdikom u njegovoj laboratoriji u Nacionalnom institutu za rak, bavila se procesom „razvlačenja“ – kada virusna DNK izbije iz originalne kapsidne ljuske HIV-a koja ima ušao u ćeliju.
Šta je pokrenulo proces uklanjanja premaza ranije nije bilo poznato. Verovalo se, kaže Vilijams, da su neki virusni ili domaćinski faktori pokrenuli taj proces.
Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Science Advances, pokazuje da bi skidanje premaza mogao biti prirodan proces stvaranja mehaničkog pritiska i izazivanja pucanja proteinske ljuske koja okružuje HIV genom, teoriju koju je prvi predložila saradnica Ioulia Rouzina sa Univerziteta Ohajo State.
Jedan od ključnih nalaza studije je da virusna DNK mora biti veća od određene minimalne veličine kako bi se stvorio dovoljan pritisak na ljusku. Rajan Burdik je primetio da virusi sa premalo DNK ne mogu da skinu omotač i inficiraju ćelije domaćina, dok je istraživački saradnik sa severoistoka Majkl Mors pokazao da virusni nukleokapsidni protein kondenzuje DNK kako bi sprečio prerano uklanjanje omotača.
Razumevanje gde i kako dolazi do uklanjanja prevlake, kaže Vilijams, stvara mogućnost pokušaja upotrebe lekova i utiče na stabilnost proteinske ljuske ili na sam proces uklanjanja prevlake.
„Zato što je uklanjanje premaza od suštinskog značaja za infektivnost“, kaže on.
HIV, ili virus ljudske imunodeficijencije, je retrovirus koji izaziva AIDS.
Kao retrovirus, HIV koristi molekule ribonukleinske kiseline, ili RNK, kao svoj genomski nosilac informacija. Ova RNK se pretvara u virusnu DNK koja se kasnije integriše u DNK ćelije domaćina. Inficirana ćelija tada proizvodi više HIV retrovirusa koji inficiraju druge ćelije.
HIV se prenosi direktnim kontaktom sa telesnim tečnostima zaraženim HIV-om, kao što su krv, sperma i vaginalne tečnosti, ili sa majke koja ima HIV na dete tokom trudnoće, porođaja ili dojenja.
Virus ulazi u ljudsku ćeliju kao virusno jezgro u obliku konusa bez ćelija koje se sastoji od proteinske ljuske, nazvane kapsid.
HIV jezgro sadrži virusni genom—dve kopije RNK; nukleokapsidni protein, virusni protein koji pomaže u pakovanju genoma unutar zatvorene šupljine; i nekoliko drugih proteina.
Virusna DNK se generiše reverznom transkripcijom virusne RNK. Zatim, novosintetizovana virusna DNK treba da izbije iz proteinske ljuske.
Vilijams upoređuje virusnu RNK sa fleksibilnim nizom, dok je virusna DNK poput čvrste žice koja vrši pritisak na proteinsku školjku. Ako pritisak koji stvara DNK prerano razbije ljusku, HIV genom će biti pušten u citoplazmu, želatinoznu tečnost koja ispunjava unutrašnjost ćelije domaćina, i uništen od strane imunološkog sistema ćelije pre nego što stigne do ćelijskog jezgra. koja sadrži njen DNK.
Naučnici su morali da urade mnogo eksperimenata za trenutnu studiju, kaže on, kako bi otkrili da se nukleokapsidni proteini vezuju ne samo za virusnu DNK, već se vezuju i za RNK kada proces konverzije započne.
„RNK genom je još uvek tu kada kreirate DNK iz tog genoma“, kaže Vilijams. „Dakle, povećali ste količinu DNK i RNK u virusu, a činjenica da nema dovoljno nukleokapsidnog proteina u kapsidu da kondenzuje svu virusnu DNK i RNK je ono što izgleda izaziva uklanjanje omotača.
Ovaj mehanizam je bio prilično iznenađujući, kaže Vilijams, ali ima fizički smisla.
