ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель - 1985
Jun. 2nd, 2011 01:22 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
shvarzЧто-то переводы комментариев не пользуются большим успехом, поэтому на этой неделе я попробую сменить формат. Вкратце расскажу о том, что было сделано в двух выбранных статьях из 1985 года и о том, почему это было так важно. (комментарии авторов, правда, тоже прочитать советую - они на этой неделе очень интересные)
Статья первая: "Нуклеотидная последовательность вируса СПИДа, LAV" (pdf статьи)
В 1984 году, когда появились методы культивации вируса, стало возможным выделение и клонирование его ДНК. Однако нуклеотидная последовательность была неизвестна. Секвинирование тогда было делом сложным и трудоемким. Вирусный геном, длиной примерно в 10 тысяч нуклеотидов, разбили ультразвуком на кусочки размером в 300-600 нуклеотидов и встроили эти кусочки в бактериофаг, по одному случайному кусочку на фаг. Это называется "создание библиотеки". Делалось это для того, чтобы выращивая каждый из фагов отдельно можно было получить большое количество чистой ДНК, содержащей лишь этот небольшой кусочек, который затем и секвинировался. Полученные кусочки последовательности вируса вручную, подобно мозаике, собирались в цельную последовательность. Сегодня полностью отсеквинировать вирусный геном может сделать один человек за день. В 1985 году потребовалось несколько недель напряженной работы команды из 5-6 человек, причем работали они посменно, работа шла практически круглосуточно.
Зачем нужна была последовательность? Во-первых, она позволила абсолютно точно установить, что выделенный вирус относится к ретровирусам. Сходство последовательности и организации генома было налицо - длинные концевые повторы, три основных гена имеющих гомологию с генами уже известных ретровирусов, и многое другое. С другой стороны, в вирусе были найдены особенности, которые разительно отличали его от всех остальных известных в то время ретровирусов. Между генами pol и env, которые обычно идут один за другим, был обнаружен довольно длинный кусок неизвестной функции, но явно кодирующий белок. Также дополнительный ген был найден и в самом конце вируса. Позже стало ясно, что кроме этих двух генов у ВИЧ есть еще три, а функции всех пяти были выяснены намного позже и мы к ним еще вернемся в следующих выпусках. Во-вторых, нуклеотидная последовательность позволила разработать методы детекции вируса, основанные на ПЦР. Эти методы были намного чувствительнее и надежнее, чем использовавшиеся до этого тесты на антитела и на вирусные белки. В-третьих, вирус намного проще изучать, имея последовательность - можно делать направленные изменения в его геноме и смотреть, как они отражаются на фенотипе вируса.
Статья вторая: "3'-Азидо-3'-деокситимидин: Антивирусный препарат, который ингибирует инфекцию и цитопатические эффекты HTLV-III/LAV in vitro" (pdf статьи)
Есть некоторая ирония в том, что когда выяснилось, что СПИД вызывается вирусом, то большинство ученых предполагало, что контроль над вирусом будет осуществлен с помощью вакцины, а попытки разработать анивирусные лекарства - пустое дело. Такое мнение было понятно, потому что в 80-х годах было уже довольно много вакцин, а эффективных антивирусных препаратов практически не существовало. Тем не менее, первые лекарства против ВИЧ были получены очень быстро, через несколько месяцев после выделения вируса, а эффективной и безопасной вакцины от ВИЧ нет до сих пор. В этой статье описывается самый первый антиретровирусный препарат, позднее названый AZT.
Отчасти, это открытие было обусловлено удачей. В Национальном Институте Рака (NCI) были научные группы, которые работали над антираковыми препаратами, а также группы, работавшие с известными на то время ретровирусами (тогда считалось, что многие из раковых заболеваний у человека могут вызываться похожими вирусами, что впоследствии оказалось неверным). Сочетание этих двух экспертиз позволило быстро разработать методы по тестированию коллекций уже существующих препаратов на активность против ВИЧ. Один из этих препаратов показал себя очень хорошо. Добавление его в культуру вируса останавливало вирусный рост и предотвращало смерть клеток, вызываемую вирусной репликацией. Препарат работал даже при низких концентрациях, которые никак не сказывались на жизнеспособности незараженных клеток.
Интересно, что в этой статье практически ничего не говорится о возможно механизме работы этого препарата, за исключением того, что сам по себе он не ингибирует вирусный фермент (обратную транскриптазу), а также того, что его активность может быть сведена к нулю добавлением большого количества нуклеотида-конкурента. Поскольку статьи, ответившие на эти вопросы, мы освещать не будем, то расскажу здесь: Позднее было обнаружено, что препарат приобретает становится активным только после того, как проникает в клетку и фосфорилируется клеточными ферментами. Механизм его действия заключается в том, что при синтезе вирусной ДНК обратная транскриптаза принимает его за обычный нуклеотид и встраивает в вирусный геном. Таким образом синтез вирусной ДНК прерывается. Хорошая антивирусная активность при низкой токсичности для самих клеток объясняется тем, что однажды встроив AZT в геном, обратная транскриптаза уже ничего не может с этим сделать, в то время как клеточные ДНК-полимеразы обнаруживают ошибку, отъезжают назад, вырезают встроенный AZT и продолжают ДНК синтез как ни в чем не бывало.
В этой статьей также ничего не говорится о том, насколько эффективен этот препарат в подавлении вируса в пациентах. Вернее, говорится то, что это неизвестно и эффективность in vitro не означает автоматической эффективности in vivo. Сейчас мы знаем о том, что на момент публикации, попытки лечения этим препаратом пациентов со СПИДом уже начились. Но результаты стали известны лишь позднее, об этом - в следующих выпусках.
Статья первая: "Нуклеотидная последовательность вируса СПИДа, LAV" (pdf статьи)
В 1984 году, когда появились методы культивации вируса, стало возможным выделение и клонирование его ДНК. Однако нуклеотидная последовательность была неизвестна. Секвинирование тогда было делом сложным и трудоемким. Вирусный геном, длиной примерно в 10 тысяч нуклеотидов, разбили ультразвуком на кусочки размером в 300-600 нуклеотидов и встроили эти кусочки в бактериофаг, по одному случайному кусочку на фаг. Это называется "создание библиотеки". Делалось это для того, чтобы выращивая каждый из фагов отдельно можно было получить большое количество чистой ДНК, содержащей лишь этот небольшой кусочек, который затем и секвинировался. Полученные кусочки последовательности вируса вручную, подобно мозаике, собирались в цельную последовательность. Сегодня полностью отсеквинировать вирусный геном может сделать один человек за день. В 1985 году потребовалось несколько недель напряженной работы команды из 5-6 человек, причем работали они посменно, работа шла практически круглосуточно.
Зачем нужна была последовательность? Во-первых, она позволила абсолютно точно установить, что выделенный вирус относится к ретровирусам. Сходство последовательности и организации генома было налицо - длинные концевые повторы, три основных гена имеющих гомологию с генами уже известных ретровирусов, и многое другое. С другой стороны, в вирусе были найдены особенности, которые разительно отличали его от всех остальных известных в то время ретровирусов. Между генами pol и env, которые обычно идут один за другим, был обнаружен довольно длинный кусок неизвестной функции, но явно кодирующий белок. Также дополнительный ген был найден и в самом конце вируса. Позже стало ясно, что кроме этих двух генов у ВИЧ есть еще три, а функции всех пяти были выяснены намного позже и мы к ним еще вернемся в следующих выпусках. Во-вторых, нуклеотидная последовательность позволила разработать методы детекции вируса, основанные на ПЦР. Эти методы были намного чувствительнее и надежнее, чем использовавшиеся до этого тесты на антитела и на вирусные белки. В-третьих, вирус намного проще изучать, имея последовательность - можно делать направленные изменения в его геноме и смотреть, как они отражаются на фенотипе вируса.
Статья вторая: "3'-Азидо-3'-деокситимидин: Антивирусный препарат, который ингибирует инфекцию и цитопатические эффекты HTLV-III/LAV in vitro" (pdf статьи)
Есть некоторая ирония в том, что когда выяснилось, что СПИД вызывается вирусом, то большинство ученых предполагало, что контроль над вирусом будет осуществлен с помощью вакцины, а попытки разработать анивирусные лекарства - пустое дело. Такое мнение было понятно, потому что в 80-х годах было уже довольно много вакцин, а эффективных антивирусных препаратов практически не существовало. Тем не менее, первые лекарства против ВИЧ были получены очень быстро, через несколько месяцев после выделения вируса, а эффективной и безопасной вакцины от ВИЧ нет до сих пор. В этой статье описывается самый первый антиретровирусный препарат, позднее названый AZT.
Отчасти, это открытие было обусловлено удачей. В Национальном Институте Рака (NCI) были научные группы, которые работали над антираковыми препаратами, а также группы, работавшие с известными на то время ретровирусами (тогда считалось, что многие из раковых заболеваний у человека могут вызываться похожими вирусами, что впоследствии оказалось неверным). Сочетание этих двух экспертиз позволило быстро разработать методы по тестированию коллекций уже существующих препаратов на активность против ВИЧ. Один из этих препаратов показал себя очень хорошо. Добавление его в культуру вируса останавливало вирусный рост и предотвращало смерть клеток, вызываемую вирусной репликацией. Препарат работал даже при низких концентрациях, которые никак не сказывались на жизнеспособности незараженных клеток.
Интересно, что в этой статье практически ничего не говорится о возможно механизме работы этого препарата, за исключением того, что сам по себе он не ингибирует вирусный фермент (обратную транскриптазу), а также того, что его активность может быть сведена к нулю добавлением большого количества нуклеотида-конкурента. Поскольку статьи, ответившие на эти вопросы, мы освещать не будем, то расскажу здесь: Позднее было обнаружено, что препарат приобретает становится активным только после того, как проникает в клетку и фосфорилируется клеточными ферментами. Механизм его действия заключается в том, что при синтезе вирусной ДНК обратная транскриптаза принимает его за обычный нуклеотид и встраивает в вирусный геном. Таким образом синтез вирусной ДНК прерывается. Хорошая антивирусная активность при низкой токсичности для самих клеток объясняется тем, что однажды встроив AZT в геном, обратная транскриптаза уже ничего не может с этим сделать, в то время как клеточные ДНК-полимеразы обнаруживают ошибку, отъезжают назад, вырезают встроенный AZT и продолжают ДНК синтез как ни в чем не бывало.
В этой статьей также ничего не говорится о том, насколько эффективен этот препарат в подавлении вируса в пациентах. Вернее, говорится то, что это неизвестно и эффективность in vitro не означает автоматической эффективности in vivo. Сейчас мы знаем о том, что на момент публикации, попытки лечения этим препаратом пациентов со СПИДом уже начились. Но результаты стали известны лишь позднее, об этом - в следующих выпусках.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
не пользуются большим успехом
Date: 2011-06-02 05:38 pm (UTC)Re: не пользуются большим успехом
Date: 2011-06-02 05:40 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 06:53 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:12 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:20 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:23 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:24 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:25 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:38 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:32 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-02 07:56 pm (UTC)Было бы отлично, если бы люди повторили результаты обезьян
no subject
Date: 2011-06-03 11:28 am (UTC)Escherichia coli
Date: 2011-06-04 09:25 am (UTC)http://demographer.livejournal.com/1596970.html?thread=2863914#t2863914
Re: Escherichia coli
Date: 2011-06-04 12:57 pm (UTC)no subject
Date: 2011-06-08 10:21 am (UTC)Вы наверное знаете, это правда или это очередное преувеличение?
no subject
Date: 2011-06-08 10:51 am (UTC)http://shvarz.livejournal.com/169152.html
http://shvarz.livejournal.com/261230.html
no subject
Date: 2011-06-10 06:23 pm (UTC)В маленькую альпийскую республику новости добираются с опозданием на 4 года :)) но во всяком он все еще жив, а HIV все еще нет, тоже результат.
no subject
Date: 2011-08-18 07:58 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-18 07:59 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-18 08:04 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-18 08:13 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-18 08:26 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-18 08:41 pm (UTC)no subject
Date: 2011-08-19 12:43 pm (UTC)очень хорошая серия, спасибо большое!
no subject
Date: 2011-09-07 09:45 am (UTC)Ведь, насколько я понял, процессы обратной транскрипции не столь распространены в клетках эукариотов, чтобы сильно повлиять на нейтрализацию этого фермента?
Или обратная транскриптаза и наша теломераза уж слишком похожи?
no subject
Date: 2011-09-07 11:18 am (UTC)