Вирус иммунодефицита человека 2 (стр. 2 из 3)

Капсид ВИЧ окружен матриксной оболочкой, образованной ~2,000 копий матриксного белка p17. Матриксная оболочка в свою очередь окружена двуслойной липидной мембраной, являющейся наружной оболочкой вируса. Она образована молекулами, захваченными вирусом во время его отпочковывания из клетки, в которой он сформировался. В липидную мембрану встроены 72 гликопротеиновых комплекса, каждый из которых образован тремя молекулами трансмембранного гликопротеина (gp41 или TM), служащими «якорем» комплекса, и тремя молекулами поверхностного гликопротеина (gp120 или SU). С помощью gp120 вирус присоединяется к CD4рецептору и корецептору, находящимся на поверхности мембраны клеток. gp41 и в особенности gp120 интенсивно изучаются как цели для разработки лекарств и вакцины против ВИЧ. В липидной мембране вируса также находятся мембранные белки клеток, в том числечеловеческие лейкоцитарные антигены (HLA) классов I, II и молекулы адгезии.

Геном:

Генетический материал ВИЧ представлен двумя не связанными нитями положительно-смысловой (positive-sense, или (+))РНК. Геном ВИЧ-1 содержит 9,000 пар нуклеотидов. Концы генома представлены длинными концевыми повторами(LTR), которые управляют продукцией новых вирусов и могут активироваться и белками вируса, и белками инфицированной клетки.

9 генов ВИЧ-1 кодируют, по крайней мере, 15 белков.

- pol — кодирует ферменты: обратную транскриптазу (RT), интегразу (IN) и протеазу (PR).

- gag — кодирует полипротеин Gag/p55, расщепляемый вирусной протеазой (PR) до структурных белков p6, p7, p17,p24.

- env — кодирует белок gp160, расщепляемый клеточной эндопротеазой фурином на структурные белки gp41 иgp120.

Другие шесть генов — tat, rev, nef, vif, vpr, vpu (vpx у ВИЧ-2) — кодируют белки, отвечающие за способность ВИЧ-1 инфицировать клетки и производить новые копии вируса.

Репликация ВИЧ-1 in vitro возможна без генов nef, vif, vpr, vpu. Однако данные белки необходимы для полноценной инфекции in vivo.

Систематика:

Вирус иммунодефицита человека относят к семейству ретровирусов (Retroviridae), роду лентивирусов (Lentivirus). Название Lentivirus происходит от латинского слова lente — медленный. Такое название отражает одну из особенностей вирусов этой группы, а именно — медленную и неодинаковую скорость развития инфекционного процесса в макроорганизме. Для лентивирусов также характерен длительный инкубационный период.

Разновидности ВИЧ

Для вируса иммунодефицита человека характерна высокая частота генетических изменений, возникающих в процессе самовоспроизведения. Частота возникновения ошибок у ВИЧ составляет 10⁻³ — 10⁻⁴ ошибок / (геном * цикл репликации), что на несколько порядков больше аналогичной величины у эукариот. Длина генома ВИЧ составляет примерно 10⁴ нуклеотидов. Из этого следует, что практически каждый вирус хотя бы на один нуклеотид отличается от своего предшественника. В природе ВИЧ существует в виде множества квази-видов, являясь при этом одной таксономической единицей. В процессе исследования ВИЧ все-таки были обнаружены разновидности, которые значительно отличались друг от друга по нескольким признакам, в частности различной структурой генома. Разновидности ВИЧ обозначаются арабскими цифрами. На сегодняшний день известны ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИЧ-3, ВИЧ-4.

- ВИЧ-1 — первый представитель группы, открытый в 1983 году. Является наиболее распространенной формой.

- ВИЧ-2 — вид вируса иммунодефицита человека, идентифицированный в 1986 году. По сравнению с ВИЧ-1, ВИЧ-2 изучен в значительно меньшей степени. ВИЧ-2 отличается от ВИЧ-1 в структуре генома. Известно, что ВИЧ-2 менее патогенен и передается с меньшей вероятностью, чем ВИЧ-1. Отмечено, что люди, инфицированные ВИЧ-2, обладают слабым иммунитетом к ВИЧ-1.

- ВИЧ-3 — редкая разновидность, об открытии которой было сообщено в 1988. Обнаруженный вирус не реагировал с антителами других известных групп, а также обладал значительными отличиями в структуре генома. Более распространенное наименование для этой разновидности — ВИЧ-1 подтип O.

- ВИЧ-4 — редкая разновидность вируса, обнаруженная в 1986 году.

Глобальная эпидемия ВИЧ-инфекции главным образом обусловлена распространением ВИЧ-1. ВИЧ-2 распространен преимущественно в Западной Африке. ВИЧ-3 и ВИЧ-4 не играют заметной роли в распространении эпидемии.

В подавляющем большинстве случаев, если не оговорено иначе, под ВИЧ подразумевается ВИЧ-1.

Жизненный цикл ВИЧ:

Этап 1 - Слияние.

Первый этап жизненного цикла ВИЧ – это взаимодействие его с мембраной (оболочкой) клетки-хозяина. Имеющиеся на поверхности вируса белки gp120 соединяются с рецепторами CD4+ и плотно прикрепляются к оболочке клетки. Этот процесс соединения оболочки вируса с мембраной клетки называется “слиянием” и рецепторы CD4+ играют в нем функцию “связного устройства”. Недавно созданные лекарственные препараты, которые называются ингибиторами слияния, могут предотвратить этот процесс.

Этап 2 - Транскрипция.

После того, как ВИЧ успешно прикрепился и слился с клеткой, он “открывает” ее, как отмычкой и проникает во внутрь. Генетическая информация ВИЧ заключена в РНК (рибонуклеиновая кислота), а носителем генетической информации клетки, в которую проник вирус, как впрочем и всех клеток человеческого организма, является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Вирусу необходимо перевести свою генетическую информацию, т.е. РНК в ДНК для того, чтобы клетка могла его понять. Для этого ВИЧ использует фермент – обратную транскриптазу, с помощью которой РНК вируса превращается в ДНК-транскрипт (ДНК-копию). Теперь клетка-хозяин понимает ДНК вируса и принимает, как “свою”. Этот процесс называется транскрипцией. Существует ряд противовирусных препаратов – ингибиторы обратной транскриптазы, блокирующие этот процесс.

Этап 3 - Интеграция.

Следующий этап жизненного цикла ВИЧ называется интеграцией (объединением). На этом этапе вновь созданная вирусная ДНК, которая называется провирусом, проникает в ядро клетки и встраивается в ее ДНК, т.е. “перепрограммирует” ее. Теперь клетка-хозяин будет “пожизненно” нести инфекционное начало, более того передавать генетический материал ВИЧ потомству. Процесс интеграции происходит благодаря ферменту – интеграза. В настоящее время уже разработаны и находятся на стадии испытания средства препятствующие процессу интеграции. 5Интегрировавший в ДНК клетки, вирус может долгие годы оставаться в неактивном состоянии и ничем себя не обнаруживать. Эта способность ВИЧ объясняет длительный латентный (скрытый) период ВИЧ-инфекции и является главным препятствием для создания препаратов уничтожающих вирус.

Этап 4 - Репликация.

Однако возможен и другой вариант, при котором ВИЧ сразу же начинает интенсивное производство себе подобных вирусов. Этот самый ответственный этап в жизненном цикле ВИЧ называется репликацией. Подчиняясь генетической программе вируса клетка-хозяин начинает производить различные компоненты ВИЧ. Составные части вируса объединяются в не зрелый вирус и прикрепляются к внутренней поверхности мембраны клетки. Под действием фермента – протеазы окончательно формируется зрелый вирус. Формированию зрелого вируса могут помешать препараты - ингибиторы протеазы.

Этап 5 - Почкование.

На последнем этапе жизненного цикла вирус отпочковывается от клетки, окруженный “клочком” мембраны клетки-хозяина, который содержит последний структурный элемент ВИЧ – белок оболочки. На этом этапе вирион получает липопротеиновую мембрану – пеплос. Один из компонентов этого белка gp120 – тот самый белок, определяющий способность ВИЧ заражать новые клетки. Новые вирусы проникают в новые клетки и весь процесс начинается заново.

История:

- 1981 год 5 июня — сообщение Центров по контролю и профилактике болезней, США ((англ. CentersforDiseaseControlandPrevention, CDC) о 5 случаях пневмоцистной пневмониии 28 случаях саркомы Капоши. Все заболевшие — мужчины, практиковавшие гомосексуальные сношения. Болезнь получила название гей-связанного иммунодефицита (англ. Gay-relatedimmunedeficiency). Также болезнь получила название "болезни четырех Г" - так как была обнаружена у жителей или гостей Гаити, гомосексуалов, гемофиликов и лиц, употреблявших героин. После того, как было показано, что СПИД не является заболеванием, эндемичным лишь для гомосексуалов, термин GRID был признан вводящим в заблуждение и аббревиатура СПИД была введена в обращение на конференции в июле 1982. В сентябре 1982 года CDC точно определили характеристики заболевания и начали употребление термина СПИД.

- 1983 год — французские ученые под руководством Люка Монтанье в Институте Пастера из лимфатических узлов больного мужчины выделили ретровирус, который по своим свойствам был похож на HTLV-1, но приводил не к злокачественному перерождению Т-лимфоцитов, а к их гибели. Вирус был назван вирусом, ассоциированным с лимфоаденопатией (англ. Lymphadenopathy-associatedvirus, LAV). В 2008 году за открытие ВИЧ Люк Монтанье получил Нобелевскую премию по медицине.

- 1984 — американские ученые во главе с Робертом К. Галло из крови больных выделили возбудитель заболевания и назвали его «Т-лимфотропный вирус человека, тип 3» (англ. HumanTlymphotropicvirustype 3, HTLV-3).

- 1985 год — изучены основные пути передачи ВИЧ, разработан первый тест на ВИЧ.

- 1985 год — регистрация первого случая ВИЧ/СПИДа в СССР у иностранного гражданина.

- 1986 год — после осознания, что названия LAV и HTLV-III относятся к одному и тому же вирусу, принято новое название — «вирус иммунодефицита человека», ВИЧ(англ. Humanimmunodeficiencyvirus, HIV).
Группой Монтанье описан ВИЧ-2, изучение генома показало, что ВИЧ-1 в эволюционном плане далеко отстоит от ВИЧ-2.