Пока на смену вирусам не пришли прионы, первые оставались самыми маленькими инфекционными агентами. Но даже изменение места на пьедестале никак не отразилось ни на их агрессивном поведении, ни на беззащитности нашей иммунной системы перед этой страшной напастью. Самым эффективным способом защиты, по старой памяти, пока остается профилактика.
Тем же, кто не хочет заниматься купанием в проруби или пройти обычную вакцинацию, безопасность которой, кстати, всё ещё остается спорной, современная медицина, к счастью, может предложить немало.
А уже в ближайшем будущем список антивирусных препаратов может пополниться лекарствами от ожирения, а точнее, ингибиторами синтеза жирных кислот.
микроскопическая частица, способная инфицировать клетки живых организмов. Вирусы являются облигатными паразитами – они не способны размножаться вне клетки. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами).
Вирусы представляют собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключённые в защитную белковую оболочку (капсид). Наличие капсида отличает вирусы от других инфекционных агентов, вироидов. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты: либо ДНК, либо РНК. Ранее к вирусам также ошибочно относили прионы, однако впоследствии оказалось, что эти возбудители представляют собой особые белки и не содержат нуклеиновых кислот.
Вирусные частицы (вирионы) представляют собой белковую капсулу – капсид, содержащую геном вируса, представленный одной или несколькими молекулами ДНК или РНК. Капсид построен из капсомеров – белковых комплексов, состоящих в свою очередь из протомеров. Нуклеиновая кислота в комплексе с белками обозначается термином нуклеокапсид. Некоторые вирусы имеют также внешнюю липидную оболочку. Размеры различных вирусов колеблются от 20 (пикорнавирусы) до 500 (мимивирусы) и более нанометров. Вирионы часто имеют правильную геометрическую форму (икосаэдр, цилиндр). Такая структура капсида предусматривает идентичность связей между составляющими её белками, и, следовательно, может быть построена из стандартных белков одного или нескольких видов, что позволяет вирусу экономить место в геноме.
Вероятно, вирусы – сборная группа, не имеющая общего предка. В настоящее время существует несколько гипотез, объясняющих происхождение вирусов. Считается, что крупные ядерно-цитоплазматические ДНК-содержащие вирусы происходят от более сложных (и, возможно, клеточных, таких как современные микоплазмы и риккетсии), внутриклеточных паразитов, утративших значительную часть своего генома.
И действительно, некоторые крупные ДНК-содержащие вирусы (мимивирус, вирус оспы) кодируют функционально избыточные на первый взгляд ферменты, по-видимому, оставшиеся им в наследство от более сложных форм существования. Следует также отметить, что некоторые вирусные белки не обнаруживают никакой гомологии с белками бактерий, архей и эукариот, что свидетельствует о сравнительно давнем обособлении этой группы.
ДНК-содержащие бактериофаги и некоторые ДНК-содержащие вирусы эукариот, возможно происходят от мобильных элементов, участков ДНК способных к самостоятельной репликации в клетке.
Происхождение некоторых РНК-содержащих вирусов связывают с вироидами. Вироиды представляют собой высокоструктурированные кольцевые фрагменты РНК, реплицируемые клеточной РНК-полимеразой. Считается, что вироиды представляют собой «сбежавшие интроны» — вырезанные в ходе сплайсинга незначащие участки мРНК, которые случайно приобрели способность к репликации. Белков вироиды не кодируют. Считается, что приобретение вироидами кодирующих участков (открытой рамки считывания) и привело к появлению первых РНК-содержащих вирусов. И действительно, известны примеры вирусов, содержащих выраженные вироид-подобные участки (вирус гепатита Дельта).
Эта простота и мешает эффективному лечению, ведь мишеней для прицельной терапии у фармакологов практически нет: синтезировать антитела к изменчивым рецепторам на поверхности вириона бессмысленно, а геном надежно спрятан внутри. Вот и остается ждать момента, когда вирус уже проникнет в клетку. В зависимости от типа вируса, а точнее, от нуклеиновой кислоты, входящей в его состав, необходимо разное количество этапов для реализации его генетического материала.
Именно на этих этапах он наиболее уязвим, ведь ферменты, включающиеся в этот момент, — прекрасная мишень для фармакологических препаратов.
Джошуа Рабинович из Принстонского университета и его коллеги решили дать вирусу возможность проникнуть в клетку и даже встроить свой генетический материал в ДНК хозяина, памятуя о том, что вирус — это не только нуклеиновая кислота, но еще и оболочка, состоящая из белков, гликопротеинов и жирных кислот. Последние и стали мишенью для экспериментального лечения.
К этому авторы публикации в Nature Biotechnology пришли не сразу. Они исследовали изменение общего обмена веществ в клетках млекопитающих при поражении их цитомегаловирусом и вирусом гриппа А. Картина, наблюдающаяся при этом, достаточно логична: сначала усиливается бескислородное расщепление глюкозы, а образовавшаяся энергия идет на наработку нуклеотидных цепочек и — что немного удивило ученых — жирных кислот.
Для сборки своей оболочки вирусы пользуются нашими ферментами, так что препараты для замедления сборки жирных кислот даже не пришлось создавать заново.
Подошли лекарства против ожирения — точнее, их прообразы.
Первый этап исследования в культуре клеток in vitro не подвел экспериментаторов: в предварительно инфицированной культуре при добавлении препаратов TOFA или C75 деление вирусов остановилось, притом что клетки млекопитающих продолжали размножаться.
Другое дело, что на клеточном уровне препарат может не обладать тем токсическим действием, которое может появиться у него in vivo. На втором этапе исследования ученые ограничились введением TOFA, поскольку это вещество ранее испытывали на крысах. При концентрации препарата в крови 30 мкг/мл, хотя и наблюдалось снижение уровня триглицеридов и холестерина, крысы чувствовали себя нормально. Для полной остановки размножения цитомегаловируса достаточно концентрации 10 мкг/мл.
Несмотря на то что требуется провести еще много дополнительных испытаний как эффективности, так и безопасности, ученые не сомневаются в перспективности своей идеи.
Предлагаемый ими метод практически не зависит от типа вируса и с одинаковым успехом может применяться и при гриппе, и при ВИЧ-инфекции.
Сравнивать результативность ингибиторов синтеза жирных кислот с существующими противовирусными препаратами Рабинович не стал, но, даже если они в чем-то уступают, ничтго не мешает проводить комбинированную терапию, ведь лекарства, обладающие разными механизмами действия, будут только дополнять друг друга.
Ученые даже надеются в скором времени найти применение своим открытиям в лечении рака: ведь перестройки обмена веществ в опухолевой клетке очень сильно напоминают им вирусную инфекцию.
