Использование плейкомакролидов – новый шаг к искоренению ВИЧ
С момента регистрации первых случаев ВИЧ-инфекции в начале 1980-х годов специалисты находятся в поиске потенциальные способов подавления и искоренения вируса. Сегодня благодаря появлению высокоактивной антиретровирусной терапии (АРВТ), люди, живущие с ВИЧ, могут жить полноценной жизнью, но лишь при условии систематического приема лекарств.
«Если он прекратится, вирус очень быстро восстановится и достигнет уровней, которые наблюдались [у пациента] до начала терапии – и так будет даже спустя десятилетия лечения», - говорит д-р Марк Пейнтер из Отделения микробиологии и иммунологии Медицинской школы Мичиганского университета.
Причина в том, что ВИЧ может скрываться внутри генома человека, бездействовать и быть готовым вновь активироваться. Учитывая это, разработка настоящего средства против ВИЧ требует «пробуждения» латентных штаммов вируса и их уничтожения еще до того, как они вновь получат возможность атаковать клетки организма, - метод, известный как «shock and kill».
Работая совместно с командой под руководством д-ра Кэтлин Коллинз, ученые рассчитывали найти средство, способное уничтожить ВИЧ, нацелившись на белок под названием Nef. В 1998 году профессор Коллинз обнаружила, что ВИЧ использует Nef для «обхода» иммунной системы, подавляя функционирование белка на поверхности клетки (Nef позволяет иммунным клеткам «узнавать», что клетка инфицирована и нуждаются в устранении). Только «отключив» этот белок, называемый MHC-I, инфицированные клетки могут начать репликацию.
В ходе исследования специалисты пытались определить, есть ли сегодня на рынке США препарат или молекула, способные преодолеть Nef, восстановить функционирование MHC-I и позволить иммунной системе организма, в частности клеткам, известным как цитотоксические Т-лимфоциты, «распознавать» ВИЧ-инфицированные клетки и уничтожать их.
«Мы начали скрининг библиотеки из 200 000 малых молекул и не обнаружили ни одной, способной ингибировать Nef», - говорит д-р Пейнтер.
Однако это не остановило исследователей, и они обратились к д-ру Дэвиду Шерману из Института естественных наук UM, лаборатория которого изучает биосинтез натуральных продуктов из микробов – цианобактерий.
«Часто синтетические молекулы имеют довольно низкий молекулярный вес. И если вам требуется разрушить большую поверхность или интерфейс белка, например, Nef, небольшая молекула не будет работать эффективно, - объясняет Шерман. – с другой стороны, библиотека натуральных продуктов, подобная той, что есть в LSI, будет содержать молекулы с большим диапазоном веса и размера».
После проверки примерно 30 000 молекул они обнаружили, что класс молекул антибиотиков, называемых плейкомакролидами, ингибирует Nef.
«Плейкомакролиды широко используются в лабораторных экспериментах, когда существует задача отключить лизосомы. Из-за этого они считаются токсичными и опасными для использования в качестве препаратов, - говорит д-р Пейнтер. – Лизосома – это важная клеточная органелла, используемая для разрушения изношенных частей клеток, вирусов и бактерий».
Специалистам удалось установить, что плейкомакролид под названием конканамицин A в гораздо более низких концентрациях, чем те, которые необходимы для ингибирования лизосомы, подавляет Nef.
«Это весьма интересно, поскольку мы можем использовать очень низкие дозы [плейкомакролида] и подавлять Nef без кратковременной токсичности для клеток», - пояснил д-р Пейнтер.
В рамках эксперимента, призванного подтвердить эффективность подхода, ученые обработали ВИЧ-инфицированные Nef-экспрессирующие клетки конканамицином А и обнаружили, что цитотоксические Т-клетки способны очищать инфицированные Т-клетки.
«Это было чрезвычайно важно для проекта, начавшегося в моей лаборатории более десяти лет назад. – говорит д-р Коллинз. – Я надеялась, что мы обязательно найдем что-то, что работает так же хорошо, как это соединение. Однако это не является гарантией того, что мы действительно добьемся успеха […] Эта молекула еще не готова для использования в качестве средства для лечения ВИЧ-инфекции».
«Для оптимизации состава потребуются дополнительные исследования. Нам нужно будет отделить мощную ингибирующую активность [плейкомакролида] в отношении Nef от токсичного воздействия на функцию лизосом, чтобы сделать терапию жизнеспособной».
Д-р Пейнтер считает, что в сочетании с АРВТ и рядом иных методов лечения, способных «активировать» латентный ВИЧ, данную терапию можно будет использовать для удаления всего оставшегося в организме вируса, то есть, по сути, для излечения от ВИЧ.