Das Verständnis des Lebenszyklus von HIV hat es ermöglicht, die Medikamente zu entwickeln, die wir zur Behandlung der Krankheit verwenden. Dadurch können wir erkennen, wie das Virus Kopien von sich selbst erstellt, was uns wiederum die Entwicklung von Möglichkeiten ermöglicht, diesen Prozess zu blockieren (oder zu hemmen).
Der HIV-Lebenszyklus ist typischerweise in sieben verschiedene Phasen unterteilt, von der Anheftung des Virus an die Wirtszelle bis zur Knospung neuer frei zirkulierender HIV-Virionen ( im Bild ). Die Phasen werden in der folgenden Reihenfolge beschrieben:1
- Virale Bindung
- Binden und Fixieren
- Virale Entschichtung
- Transkription und Übersetzung
- Integration
- Montage
- Reifung und Knospenbildung
Unterbrechen Sie irgendeine Phase des Lebenszyklus und die nächste kann nicht eintreten, wodurch es für das Virus unmöglich wird, sich zu vermehren und zu verbreiten.
Inhaltsverzeichnis
Virale Bindung
Sobald HIV in den Körper gelangt (typischerweise durch sexuellen Kontakt, Blutkontakt oder Mutter-Kind-Übertragung), sucht es eine Wirtszelle, um sich zu vermehren. Der Wirt in diesem Fall ist die CD4-T-Zelle, die zur Signalisierung einer Immunabwehr dient.2
Um die Zelle zu infizieren, muss sich HIV über ein Schlüssel-Schloss-System anheften. Bei den Schlüsseln handelt es sich um Proteine auf der Oberfläche von HIV, die sich an ein komplementäres Protein auf der CD4-Zelle binden, ähnlich wie ein Schlüssel in ein Schloss passt. Dies wird als virale Bindung bezeichnet .1
Die virale Anheftung kann durch ein Medikament der Klasse der Eintrittshemmer namens Selzentry (Maraviroc) blockiert werden.3
Bindung und Fusion
Sobald HIV an die Zelle gebunden ist, injiziert es eigene Proteine in die Zellflüssigkeit (Zytoplasma) der T-Zelle. Dadurch kommt es zu einer Verschmelzung der Zellmembran mit der äußeren Hülle des HIV-Virions. Dies ist das Stadium, das als virale Fusion bekannt ist . Sobald das Virus fusioniert ist, kann es in die Zelle eindringen.4
Ein injizierbares HIV-Medikament namens Fuzeon (Enfuvirtid) kann die Virusfusion stören.5
Virale Entschichtung
HIV nutzt sein genetisches Material (RNA) zur Fortpflanzung, indem es die genetische Maschine der Wirtszelle kapert. Auf diese Weise kann es mehrere Kopien von sich selbst erstellen. Der als virales 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.6
Transkription und Übersetzung
In der Zelle muss die einzelsträngige RNA von HIV in doppelsträngige DNA umgewandelt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase .1
Reverse Transkriptase verwendet Bausteine aus der T-Zelle, um das genetische Material buchstäblich umgekehrt zu transkribieren: von RNA zu DNA. Sobald die DNA umgewandelt ist, verfügt die genetische Maschine über die erforderliche Kodierung, um die Virusreplikation zu ermöglichen.
Medikamente, sogenannte Reverse-Transkriptase-Hemmer, können diesen Prozess vollständig blockieren. Drei Arten von Arzneimitteln, Nukleosid-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTIs), Nukleotid-Transkriptase-Inhibitoren (NtRTIs) und Nicht-Nukleosid-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NNRTIs), enthalten fehlerhafte Nachahmungen der Proteine, die sich in die sich entwickelnde DNA einfügen. Dadurch kann die doppelsträngige DNA-Kette nicht vollständig ausgebildet werden und die Replikation wird blockiert.7
Ziagen (Abacavir), Sustiva (Efavirenz), Viread (Tenofovir) und Pifeltro (Doravirin) sind nur einige der Reverse-Transkriptase-Hemmer, die üblicherweise zur Behandlung von HIV eingesetzt werden .7
Integration
Damit HIV die genetische Maschinerie der Wirtszelle kapern kann, muss es die neu gebildete DNA in den Zellkern integrieren. Medikamente, sogenannte Integrase-Inhibitoren, sind in hohem Maße in der Lage, die Integrationsphase zu blockieren , indem sie das Integrase-Enzym blockieren, das für die Übertragung des genetischen Materials verwendet wird.8
Isentress (Raltegravir), Tivicay (Dolutegravir) und Vitekta (Elvitegravir) sind drei häufig verschriebene Integrasehemmer.8
Montage
Sobald die Integration erfolgt ist, muss HIV Proteinbausteine herstellen, aus denen es neue Viren zusammensetzt. Dies geschieht mit dem Protease-Enzym, das Protein in kleinere Stücke zerhackt und die Stücke dann zu neuen, vollständig ausgebildeten HIV-Virionen zusammenfügt. Eine Klasse von Medikamenten namens Proteaseinhibitoren kann den Zusammenbauprozess wirksam blockieren .9
Prezista (Darunavir) und Reyataz (Atazanavir) sind zwei der neueren Klasse von Proteaseinhibitoren, die die Virusassemblierung verhindern können.10
Reifung und Knospenbildung
Sobald die Virionen zusammengesetzt sind, durchlaufen sie die Endphase, in der die reifen Virionen buchstäblich aus der infizierten Wirtszelle hervorgehen. Sobald diese Virionen in den freien Umlauf gelangen, infizieren sie andere Wirtszellen und beginnen den Replikationszyklus erneut.11
Es gibt keine Medikamente, die den Reifungs- und Knospungsprozess verhindern können .
Die durchschnittliche Lebensdauer virusproduzierender Wirtszellen ist kurz und beträgt etwa zwei Tage. Jede infizierte Zelle kann durchschnittlich 250 neue HIV-Virionen produzieren, bevor sie versagt und stirbt.2
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