Мутации и потеря молекул воды помогают важному ферменту вируса иммунодефицита человека уходить от связывающего действия лекарственных препаратов.
Изображение T-лимфоцита, зараженного ВИЧ, полученное при помощи сканирующей электронной микроскопии / © National Institute of Allergy and Infectious Diseases
Исследователи из Института рака имени Фрэнсиса Крика в Лондоне и Института онкологии Дана-Фарбер в Бостоне описали механизм, благодаря которому вирус иммунодефицита человека способен развивать устойчивость к широко используемым препаратам. Статья об этой работе опубликована в журнале Science.
Сегодня существует целый ряд лекарств, которые помогают контролировать ВИЧ-инфекцию. В том числе к этим лекарствам относятся препараты-ингибиторы вирусной интегразы: ралтегравир, элвитегравир, долутегравир и биктегравир. Все они связываются с одним из ключевых ферментов ВИЧ, блокируя включение вирусной ДНК в хромосомы человека.
Хотя ингибиторы интегразы проявляют высокую активность в связывании и блокировании фермента, со временем вирус может ослаблять связь между энзимом и молекулой лекарства. Ученые обнаружили это в процессе исследования вирусной интегразы методом криоэлектронной микроскопии.
«Необычное свойство этих лекарств заключается в том, что они взаимодействуют с ионами металлов (например с цинком в случае интегразы. — Прим. ред.), что обычно позволяет им создавать очень прочные связи с активным центром вирусного фермента, — объясняет Петр Черепанов, один из соавторов исследования. — Мы обнаружили, что ВИЧ может тонко изменять химическое окружение металлов и, словно при помощи дистанционного управления, ослаблять степень связывания». Снижение связывающего эффекта препаратов происходит из-за комбинированного эффекта мутаций и потери молекул воды в активном центре интегразы.
Исследование позволило ученым не только установить, как именно фермент освобождается от «лекарственных уз», но и четко визуализировать область связывания препаратов с интегразой. «Это <…> станет основой для разработки более эффективных ингибиторов интегразы, которые могли бы улучшить жизнь многих миллионов людей, живущих с ВИЧ», — уверен еще один соавтор работы Алан Энгельман.
Работа, проведенная Черепановым, Энгельманом и их коллегами, имеет важное значение для понимания механизмов выработки устойчивости к целой группе противовирусных препаратов «первой линии». Кроме того, исследование показывает потенциал криоэлектронной микроскопии для выявления сложных межмолекулярных связей.
