Verständnis des HIV-Lebenszyklus

Das Verständnis des Lebenszyklus von HIV hat es ermöglicht, die Medikamente zu entwickeln, die wir zur Behandlung der Krankheit einsetzen. Es ermöglicht uns zu erkennen, wie das Virus Kopien von sich selbst erstellt, was uns wiederum ermöglicht, Wege zu entwickeln, diesen Prozess zu blockieren (oder zu hemmen).

Der HIV-Lebenszyklus ist typischerweise in sieben verschiedene Stadien unterteilt, von der Anheftung des Virus an die Wirtszelle bis zum Knospen neuer frei zirkulierender HIV-Virionen (abgebildet). Die Stadien sind in sequentieller Reihenfolge wie folgt umrissen:

1. Virale Bindung
2. Binden und Fixieren
3. Virale Entschichtung
4. Transkription und Übersetzung
5. Integration
6. Montage
7. Reifung und Knospen

Unterbrechen Sie irgendein Stadium des Lebenszyklus und das nächste kann nicht eintreten, was es dem Virus unmöglich macht, sich zu vermehren und zu verbreiten.

Virale Anhaftung

Sobald HIV in den Körper eindringt (normalerweise durch sexuellen Kontakt, Blutexposition oder Mutter-Kind-Übertragung), sucht es sich eine Wirtszelle, um sich zu reproduzieren. Der Wirt in dem Fall ist die CD4-T-Zelle, die verwendet wird, um eine Immunabwehr zu signalisieren.

Um die Zelle zu infizieren, muss sich HIV über ein Schloss-und-Schlüssel-System anheften. Die Schlüssel sind Proteine ​​auf der Oberfläche von HIV, die sich ähnlich wie ein Schlüssel in ein Schloss an ein komplementäres Protein auf der CD4-Zelle heften. Dies wird als virale Bindung bezeichnet.

Bindung und Fusion

Einmal an die Zelle gebunden, injiziert HIV eigene Proteine ​​in die Zellflüssigkeit (Zytoplasma) der T-Zelle. Dies bewirkt eine Verschmelzung der Zellmembran mit der äußeren Hülle des HIV-Virions. Dies ist das Stadium, das als virale Fusion bekannt ist. Nach der Fusion kann das Virus in die Zelle eindringen.

Virale Entschichtung

HIV verwendet sein genetisches Material (RNA), um sich zu reproduzieren, indem es die Genmaschine der Wirtszelle entführt. Dabei kann es mehrere Kopien von sich selbst produzieren. Der als Virus-Uncoating bezeichnete Prozess erfordert, dass die Schutzschicht, die die RNA umgibt, aufgelöst werden muss. Ohne diesen Schritt kann die Umwandlung von RNA in DNA (die Bausteine ​​für ein neues Virus) nicht stattfinden.

Transkription und Übersetzung

Einmal in der Zelle muss die einzelsträngige RNA von HIV in die doppelsträngige DNA umgewandelt werden. Es erreicht dies mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase.

Reverse Transkriptase verwendet Bausteine ​​aus der T-Zelle, um das Erbgut buchstäblich rückwärts zu transkribieren: von RNA zu DNA. Nach der Umwandlung der DNA verfügt die Genmaschine über die Codierung, die für die virale Replikation erforderlich ist.

Medikamente, sogenannte Reverse-Transkriptase-Hemmer, können diesen Prozess vollständig blockieren. Drei Arten von Arzneimitteln, nukleosidische Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTIs), nukleotidische Transkriptase-Inhibitoren (NtRTIs) und nicht-nukleosidische Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NNRTIs), enthalten fehlerhafte Nachahmungen der Proteine, die sich in die sich entwickelnde DNA einfügen. Dabei kann die doppelsträngige DNA-Kette nicht vollständig gebildet werden und die Replikation wird blockiert.

Integration

Damit HIV die genetische Maschinerie der Wirtszelle übernehmen kann, muss es die neu gebildete DNA in den Zellkern integrieren. Medikamente, die als Integrase-Inhibitoren bezeichnet werden, sind sehr gut in der Lage, die Integrationsphase zu blockieren, indem sie das Integrase-Enzym blockieren, das zur Übertragung des genetischen Materials verwendet wird.

Isentress (Raltegravir), Tivicay (Dolutegravir) und Vitekta (Elvitegravir) sind drei häufig verschriebene Integrase-Inhibitoren.

Montage

Sobald die Integration erfolgt ist, muss HIV Proteinbausteine ​​​​herstellen, die es verwendet, um neue Viren zusammenzubauen. Dies geschieht mit dem Protease-Enzym, das Protein in kleinere Stücke zerhackt und die Stücke dann zu neuen, vollständig ausgebildeten HIV-Virionen zusammensetzt. Eine Klasse von Medikamenten, die als Protease-Inhibitoren bezeichnet werden, kann den Zusammenbauprozess wirksam blockieren.

Reifung und Knospen

Sobald die Virionen zusammengesetzt sind, durchlaufen sie die Endphase, in der die reifen Virionen buchstäblich aus der infizierten Wirtszelle knospen. Sobald diese Virionen in den freien Kreislauf freigesetzt werden, infizieren sie andere Wirtszellen und beginnen den Replikationszyklus erneut.

Es gibt keine Medikamente, die den Reifungs- und Knospungsprozess verhindern können.