Терапия ВИЧ-инфекции: методы и перспективы
- Авторы: Прокофьева M.M.1, Кочетков С.Н.1, Прасолов В.С.1
-
Учреждения:
- Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
- Выпуск: Том 8, № 4 (2016)
- Страницы: 23-32
- Раздел: Обзоры
- Дата подачи: 17.01.2020
- Дата публикации: 15.12.2016
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10413
- DOI: https://doi.org/10.32607/20758251-2016-8-4-23-32
- ID: 10413
Цитировать
Аннотация
Вирус иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1) является возбудителем одного из самых опасных заболеваний - синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). За 30 лет, прошедших с момента открытия вируса, разработан ряд препаратов, действие которых направлено на подавление различных стадий жизненного цикла ВИЧ-1. Этот подход позволяет подавить репликацию вируса, что существенно продлевает жизнь ВИЧ-инфицированных. К недостаткам этого метода относится возникновение у вируса устойчивости ко многим препаратам, что требует создания новых лекарственных средств, эффективных против устойчивых форм вируса. В настоящее время изучают возможности таких принципиально новых подходов к терапии СПИД, как использование нейтрализующих антител, редактирование генома и блокирование латентной формы интегрированного провируса. В представленном обзоре рассмотрен традиционный подход с использованием ингибиторов ВИЧ-1, а также перспективы других вариантов терапии.
Ключевые слова
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ Разработка подходов к терапии ВИЧ-инфекции представляет одну из наиболее важных задач биоме дицинской химии. Применяемые в настоящее время лекарственные препараты направлены на подавле ние одной из ключевых стадий развития инфекции - первичного контакта вируса с клеткой, проникно вения, синтеза ДНК-провируса, его переноса в ядро и интеграцию в геном клетки-хозяина, синтеза и со зревания новых вирионов [1]. Высокая изменчивость ВИЧ-1, вызванная тем, что обратная транскриптаза (ОТ) ВИЧ-1 не обладает корректирующей экзону клеазной активностью, вследствие чего транскрип ция всегда происходит с ошибками, приводит к обра зованию множества мутантных форм вируса, часть из которых лекарственно-устойчивые [2]. Поскольку лекарственно-устойчивые формы вируса постоян но образуются в организме ВИЧ-инфицированных и обнаруживаются, в том числе у так называемых первичных пациентов, ранее не принимавших анти- ВИЧ-препараты, поиск средств, эффективно пода вляющих мутантные формы ВИЧ-1, остается акту альным. ИНГИБИТОРЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА Жизненный цикл ВИЧ-1 Жизненный цикл ВИЧ-1 схематично изображен на рис. 1А. Первичный контакт вируса с незара женной клеткой осуществляется за счет неспецифического связывания с гепарансульфатами, рас положенными на поверхности клеточной мембраны. После первичного контакта белки оболочки вируса специфически взаимодействуют с поверхностными белками клетки (рецепторами). Рецептором ВИЧ-1 является CD4, T-клеточный рецептор, относящий ся к суперсемейству иммуноглобулинов, с которым взаимодействуют гликопротеины оболочки виру са - gp120 и gp41. В качестве корецепторов ВИЧ-1 использует хемокиновые рецепторы CCR5 и CXCR4 [3]. Мутации в гене CCR5 могут существенно вли ять на инфекционный процесс. Так, делеция 32 п.н. в кодирующей области гена CCR5 (Δ32 CCR5) приво дит к тому, что в клетке синтезируется укороченная форма CCR5, которая не экспонируется на поверх ности клеточной мембраны. Такие клетки устойчивы к штаммам ВИЧ-1, которые в качестве корецептора используют CCR5 (R5-штаммы) [4, 5]. Мутации в гене CXCR4, приводящие к устойчивости клеток к зара жению, в настоящее время не обнаружены. В результате слияния клеточной и вирусной мем браны капсид попадает в цитоплазму и разрушает ся. За этим следует обратная транскрипция - синтез ДНК-копии на матрице вирусной геномной РНК, ко торая сопровождается деградацией РНК и синтезом второй цепи ДНК. Все три стадии осуществляет один фермент - РНК-зависимая ДНК-полимераза, вхо дящая в состав вирусного нуклеокапсида. Конечный продукт полимеразной реакции - двухцепочеч ный ДНК-провирус - содержит все вирусные гены и фланкирован длинными 3’- и 5’-концевыми повто рами (long terminal repeat, LTR). В состав LTR вхо дят регуляторные элементы, в том числе промотор и энхансеры, выполняющие важные функции в ходе жизненного цикла ретровируса. ДНК-провирус встраивается в геном зараженной клетки, что необходимо для последующей репликации вирусного генома и постоянной экспрессии в зараженных клетках. В интеграции участвует предынтеграционный комплекс (PIC), состоящий из вирусной интегразы, ОТ и ряда клеточных бел ков [6]. С момента интеграции встроенный ДНК провирус ведет себя как часть клеточного генома, являясь самостоятельной транскрипционной еди ницей. Последующую транскрипцию интегриро ванного провируса, а также процессинг и сплайсинг новосинтезированной вирусной РНК осуществляют клеточные ферменты. Синтезированная вирусная РНК подвергается альтернативному сплайсингу. С дважды сплайсированной РНК транслируют ся вспомогательные белки ВИЧ-1 - Tat, Rev, Vpu, Vpr, Vif (рис. 1Б). Со сплайсированной 1 раз РНК синтезируются регуляторный белок Nef и пред шественник белка оболочки Env, необходимые на поздних стадиях жизненного цикла вируса. Несплайсированная вирусная РНК включается в капсиды вновь образующихся вирусных частиц, а также служит матрицей для синтеза белков-пред шественников Gag и Gag/Рol, кодируемых генами gag (структурные белки - матриксный MA (р17), капсидный CA (р24) и нуклеокапсидный NC (р7) и pol (вирусные ферменты - обратная транскрип таза (р66/51), интеграза (р32) и протеаза (р10)). Изначально вирус формируется как неинфекцион ный незрелый вирион, который отпочковывается от мембраны инфицированной клетки. После отпоч ковывания происходит созревание вируса, в про цессе которого белки-предшественники расщепля ются вирусной протеазой, а продукты расщепления занимают свое функциональное положение внутри вирусной частицы [7]. Ингибиторы обратной транскриптазы Большинство используемых лекарственных средств действует на один из ферментов ВИЧ-1: обратную транскриптазу, интегразу или протеазу (табл. 1). Ингибиторы ОТ можно условно разделить на две группы: нуклеозидные и нуклеотидные (НИОТ), и ненуклеозидные (ННИОТ). Аналоги нуклеози дов и нуклеотидов представляют наиболее раннюю группу ингибиторов репликации ВИЧ, одобренных для клинического применения [8] (рис. 2). Эти соеди нения представляют собой предшественники суб стратов фермента, а не активную форму ингибитора. Проникая в клетку, они превращаются (посредством фосфорилирования клеточными киназами) в анало ги нуклеозидтрифосфатов, которые выступают в ка честве субстратов при синтезе провирусной кДНК. Встраивание НИОТ в растущую цепь кДНК приво дит к терминации обратной транскрипции из-за от сутствия 3’-гидроксильной группы. Таким образом НИОТ блокируют репликацию ВИЧ-1 на ранней ста дии жизненного цикла [9-11]. Первым ингибитором этого класса был азидо тимидин (Зидовудин) (1). Этот препарат был син тезирован в 1964 году и в течение нескольких лет испытывался как экспериментальный клеточный цитотоксин. После клинических испытаний, прове денных в 1985 году, было показано, что он подавля ет как инфекционные, так и цитопатические свой ства ВИЧ-1 [12]. К 2015 году FDA было одобрено клиническое использование семи препаратов. Один препарат - Никавир (6), созданный академиком А.А. Краевским и сотрудниками в Институте молеку лярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, разре шен к применению в 1999 году и широко применяется в России и странах СНГ. Каждый из нуклеозидных аналогов специфично конкурирует с одним из кле точных нуклеозидтрифосфатов: АЗТ, Никавир (6) и ставудин (d4T) (3) - с dTTP, эмтрицитабин (FTC) (8) и ламивудин (3TC) (4) - с dCTP, диданозин (ddI) (2) и тенофовир (TDF) (7) - с dATP, а абакавир (ABC) (5) - с dGTP [13-17]. Некоторые НИОТ обладают высокой стабильно стью внутри клетки, что позволяет осуществлять длительное ингибирование вируса [8]. Нуклеотидные ингибиторы, в отличие от нуклео зидных, уже фосфорилированы, и после проникнове ния в клетку им требуется на одну стадию фосфори лирования меньше. Как и нуклеозидные ингибиторы, нуклеотидные аналоги работают как терминаторы растущей цепи ДНК. Фосфонатная группа, которую они содержат, не может отщепляться клеточными гидролазами, а это значительно затрудняет выще пление встроившихся в растущую цепь ДНК нуклео тидных аналогов 3’-5’-экзонуклеазами по сравнению с нуклеозидными. Единственный нуклеотидный ин гибитор, применяемый в анти-ВИЧ-терапии, - тено фовир (7) [1]. Дизайн и синтез новых нуклеозидных и нуклео тидных аналогов - предмет работы многих иссле дователей, разрабатывающих препараты против ВИЧ-1. Новые нуклеозидные аналоги необходимы, потому что в ОТ ВИЧ-1 возникают точечные мута ции, сообщающие вирусу лекарственную устойчи вость. Клинические исследования показали, что у ин фицированных ВИЧ-1, получавших только АЗТ в течение полугода, заметно снижалась чувствитель ность к препарату [18]. Существуют штаммы вируса, полностью резистентные к действию АЗТ и других нуклеозидных аналогов [19-21]. Известны два варианта механизма, вызывающе го устойчивость ОТ к нуклеозидным ингибиторам. Первый - уменьшение сродства к искусственным субстратам относительно природных субстратов. Второй - увеличение уровня фосфоролитического выщепления встроенного в цепь терминатора [22, 23]. ОТ ВИЧ-1 несмотря на то, что не обладает 3’-экзо нуклеазной активностью, способна катализировать реакцию пирофосфоролиза, обратную реакции по лимеризации [24]. Ненуклеозидные ингибиторы ОТ (рис. 3) - это неконкурентные ингибиторы, которые связывают ся в так называемом гидрофобном кармане вблизи каталитического центра фермента. В силу своей ги дрофобности ННИОТ способны попадать в клетку и не требуют никаких дополнительных реакций [25]. Одобрено клиническое применение пяти препара тов этой группы: невирапина (10), делавирдина (11), эфавиренза (12), этравирина (13) и рилпивирина (14). Первым препаратом этой группы, утвержденным в качестве лекарственного средства в 1996 году, стал невирапин [26]. Сейчас этот препарат редко назнача ют, поскольку широко распространены мутантные формы ВИЧ-1, устойчивые к действию невирапина. Из препаратов этой группы первичным пациентам в настоящее время наиболее часто назначают эфа виренз [27]. ННИОТ имеют различную химическую структуру, сходно только их действие на фермент. Ингибиторы этой группы специфичны к ОТ ВИЧ-1 и не активны в отношении других ретровирусов. Изначально полагали, что ННИОТ связывают ся только с фермент-субстратным комплексом [28]. Позже показали, что ННИОТ связываются с ОТ неза висимо от субстрата [29, 30], однако некоторые из них обладают повышенным сродством к ферменту в при сутствии субстрата [31]. При этом ННИОТ не только не препятствуют связыванию субстрата в активном центре, но даже способствуют ему [32, 33]. Эта осо бенность позволяет использовать ННИОТ совместно с НИОТ. Показано, что ННИОТ также способны пода влять активность РНКазы H в составе ОТ [34]. Большинство мутаций, придающих устойчивость к ННИОТ, находятся в сайте связывания ННИОТ. Всего обнаружено более 40 мутаций, которые in vivo и in vitro делают ОТ устойчивой к ННИОТ. Однако, если такие давно используемые препараты, как не вирапин, неэффективны против мутантного фер мента, то новые препараты, так называемые ННИОТ второго поколения, этравирин или рилпивирин, обла дают достаточной ингибиторной активностью против мутантных форм ОТ [35]. Ингибиторы протеазы ВИЧ-1 Второе место по клиническому использованию по сле ингибиторов ОТ занимают ингибиторы протеазы (рис. 4). Большинство этих соединений представляют собой пептидомиметики, которые действуют по од ному и тому же принципу, связываясь с активным центром фермента. В отличие от природной мише ни, ингибиторы не подвержены протеолитическому расщеплению, поскольку вместо пептидных связей [-NH-CO-] содержат гидроксиэтиленовые [-CH2- CH(OH)-]. Связываясь с ферментом в его активном центре, они конкурируют с природными субстрата ми протеазы и препятствуют ее функционированию, что приводит к резкому снижению протеолитиче ского процессинга вирусных белков [36-38]. Первым из ингибиторов этой группы стал саквинавир (15) [39]. В настоящее время используются восемь инги биторов протеазы, это самая многочисленная группа одобренных ингибиторов ВИЧ-1 (15-22). Механизм, вызывающий устойчивость ВИЧ-1 к действию ин гибиторов протеазы, заключается в замене амино кислотного остатка в вирусной протеазе, что приво дит к снижению сродства к ингибитору, в то время как природные субстраты продолжают взаимодей ствовать с лекарственно-устойчивой протеазой [40]. Изменение сродства к природным субстратам также ухудшает эффективность самой протеазы. Как след ствие, в лекарственно-устойчивых формах вируса возникают компенсаторные мутации, направленные на реорганизацию эффективности фермента, не вли яющие непосредственно на устойчивость к ингибито ру [41]. Ингибиторы интегразы ВИЧ-1 Активная разработка ингибиторов этой группы на чалась с 2000 года, когда было показано, что дике тоновые органические кислоты, например препарат L-731,988, ингибируют интеграцию и репликацию ВИЧ-1 в культуре клеток, в частности, стадию встра ивания ДНК-провируса в клеточную геномную ДНК [42]. Это стало первым указанием на то, что ингиби торы интегразы могут стать потенциальными про тивовирусными препаратами. Первым ингибитором интегразы, одобренным в 2007 году в качестве ле карственного средства, был ралтегравир (Isentress®) (23). Ралтегравир показал очень высокую эффектив ность и быстро стал одним из самых часто использу емых препаратов [43-45]. Сейчас используются три препарата этой группы: ралтегравир, долутегравир (24) и элвитегравир (25) (рис. 5), которые связывают ся с комплексом интеграции и препятствуют встраи ванию ДНК-провируса в геномную ДНК. Ингибиторы проникновения вируса в клетку Помимо ингибиторов ферментов ВИЧ-1, разра батываются ингибиторы, действующие на других стадиях жизненного цикла вируса. Ингибиторы проникновения вируса в клетку, применяемые при ВИЧ-инфекции, можно разделить на два вида: ингибиторы слияния мембран вируса и клетки и ин гибиторы связывания белков оболочки вируса с ре цепторами. В настоящее время известен только один инги битор слияния, одобренный в качестве лекарствен ного средства - энфувиртид (Fuzeon®) (26) (рис. 6). Это синтетический полипептид, состоящий из 36 аминокислотных остатков, последовательность ко торых гомологична участку трансмембранного гли копротеина оболочки ВИЧ-1 gp41, состоящему из гептадных повторов, потому энфувиртид спосо бен с ним взаимодействовать [46, 47]. Вследствие этого взаимодействия изменяется конформация gp41, что предотвращает слияние вируса с клет кой. Энфувиртид - единственный синтетический полимер из всех одобренных препаратов против ВИЧ-1, что обуславливает его высокую стоимость. Энфувиртид выпускается в виде инъекционной фор мы, он вводится дважды в день, что затрудняет его использование. Ингибиторы связывания белков оболочки ВИЧ-1 с рецепторами должны взаимодействовать с одним из корецепторов, CCR5 или CXCR4, с которыми взаи модействует частица ВИЧ-1 при контакте с клеткой. В настоящее время эта группа представлена только препаратом маравирок (Selzentry®) (27) (рис. 5), ко торый взаимодействует с корецептором CCR5 [48]. Разрабатываются и другие ингибиторы этой группы. Главный недостаток ингибиторов CCR5 - неспособ ность воздействовать на X4-штаммы ВИЧ-1, кото рые используют корецептор CXCR4 [1]. В качестве потенциальных антивирусных препа ратов рассматриваются полисахариды из морских водорослей, а также производные хитозана. Эти сое динения, действующие на стадии проникновения ви руса в клетку, показали свою эффективность против ВИЧ-1 и других ретровирусов in vitro, но они не при няты в настоящее время в качестве лекарствен ных средств, поскольку не обладают гомогенным составом и четко определяемой структурой [49]. Сульфатированные полисахариды по своей струк туре близки к гепарансульфатам - первичным не специфическим клеточным рецепторам, с которыми взаимодействует ВИЧ-1. Предположительно, они связываются с белком оболочки ВИЧ-1 и препят ствуют его взаимодействию с рецепторами на по верхности клетки. Как правило, полисахариды с высокой молекулярной массой и степенью сульфа тирования обладают более выраженной антивирус ной активностью [50]. К клиническому применению разрешен еще один препарат - кобицистат (28). В отличие от перечислен ных выше соединений, кобицистат не является инги битором какой-либо стадии жизненного цикла ВИЧ- 1. Кобицистат действует как фармакокинетический усилитель (энхансер) действия атазанавира или да рунавира, он используется в качестве добавки к кок тейлям, применяемым в терапии ВИЧ-инфекции. Высокоактивная антиретровирусная терапия В терапии ВИЧ-инфекции обычно используют соче тание разных групп ингибиторов. Сначала это были нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы в сочетании с ненуклеозидными ингибиторами об ратной транскриптазы и ингибиторами протеазы. Этот метод получил название высокоактивной анти ретровирусной терапии (ВААРТ). Комбинация трех или более ингибиторов позволяет снизить дозу каж дого из них, увеличивает эффективность благодаря одновременному воздействию на несколько стадий жизненного цикла ВИЧ-1 и уменьшает вероятность возникновения новых форм вируса с лекарственной устойчивостью. Применение в коктейле двух типов ингибиторов одного фермента - ОТ - объясняется направленностью этих ингибиторов на разные функ циональные участки фермента, что предопределяет усиленное блокирование его функции. В табл. 2 приведены разрешенные коктейли анти-ВИЧ препаратов, применяемых при ВААРТ. ДРУГИЕ ПОДХОДЫ К ЛЕЧЕНИЮ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ За последние 25 лет внимание исследователей было сосредоточено в основном на развитии и оптими зации препаратов, направленных на подавление репликации ВИЧ-1. Применяемая антивирусная терапия, в том числе ВААРТ, имеет свои ограниче ния. Пациенты вынуждены принимать препараты в течение всей жизни, при этом появляются новые мутантные формы вируса, обладающие устойчиво стью к широкому спектру лекарственных препара тов. При длительной терапии возможно развитие на копительного токсического эффекта применяемых препаратов. Многие специалисты сходятся во мне нии, что нужен новый подход, при котором постоян ной ремиссии можно добиться при более щадящем вмешательстве. Кроме того, ингибиторы жизненного цикла подавляют ВИЧ-1 только в клетках, в которых происходит активное размножение вируса, но они не действуют на вирус, находящийся в латентном состоянии. Копии вирусного генома встраиваются в геном Т-клеток памяти (CD4+ Т-клетки) и оста ются невидимыми для иммунной системы [51, 52]. Индукция транскрипции в таких клетках приводит к образованию инфекционных вирусных частиц [53]. В качестве альтернативного варианта рассма тривается создание вакцины против ВИЧ-1. Первая вакцина была разработана в начале 2000-х, одна ко, эффект вакцинации был намного ниже эффекта классических анти-ВИЧ-препаратов [54, 55]. В насто ящее время проводятся клинические испытания ак тивности так называемых нейтрализующих антител широкого спектра. Результаты предварительных ис следований позволяют предположить, что нейтрали зующие антитела могут стать перспективным анти- ВИЧ-препаратом [56, 57]. В настоящее время изучается возможность воз действия на вирус, находящийся в латентном состо янии. Существуют два варианта стратегии, назван ные стерилизующим и функциональным лечением. Под стерилизующим лечением понимается полное очищение организма от вирусного генома путем уничтожения клеток, несущих интегрированный в их геном провирус; под функциональным - полное пода вление активности вируса в организме, включающее блокирование реактивации провируса, находящегося в латентном состоянии. Один из вариантов стерилизующей терапии - пересадка костного мозга от доноров, устойчивых к ВИЧ-инфекции (например, несущих в своем геноме мутантный ген одного из корецепторов ВИЧ-1, Δ32 CCR5). В 2009 году показали, что таким методом мож но полностью излечить человека от ВИЧ-инфекции, т.е. удалить из организма все копии вирусного генома. Этот случай получил название «берлинский паци ент» [58]. Пациент прошел радиационную терапию и пересадку костного мозга от донора с Δ32 CCR5, в дальнейшем после отмены анти-ВИЧ-терапии ви рус в его организме не обнаруживался. Вначале этот случай вызвал большой оптимизм у медиков, однако к настоящему времени есть примеры, когда данный подход не оказал ожидаемого эффекта, потому по иски других методов терапии продолжаются. Выведение провируса из латентного состояния Один из вариантов стерилизующей терапии - «включение» провирусов, находящихся в латентном состоянии. Лекарственные препараты, способные вы водить провирус из латентного состояния, теорети чески могут последовательно индуцировать транс крипцию генома ВИЧ-1, синтез вирусных белков и появление инфекционных частиц ВИЧ-1, что при ведет к гибели инфицированной клетки и уменьшит количество копий латентной формы ВИЧ-1 в геноме человека. Этот подход получил название «shock and kill». Предполагается, что клетки, несущие копии ви русного генома, либо погибнут в результате цитопа тического действия вируса, либо будут уничтожены в результате действия иммунной системы. При ис пользовании этого подхода необходима поддержива ющая терапия ингибиторами ВИЧ-1, чтобы предот вратить распространение реактивированного вируса. В качестве возможных препаратов изучали во риностат - ингибитор гистондеацетилазы, исполь зуемый в терапии опухолей [59]. На клетках, полу ченных от больных, и в дальнейших клинических испытаниях показано, что ингибитор может инду цировать транскрипцию вирусных генов у части па циентов. В то же время вориностат обладает цито токсичностью, а поскольку он эффективен не во всех случаях, то широкое клиническое применение это го препарата в настоящее время проблематично. Проводятся клинические испытания и других инги биторов гистондеацетилазы [60, 61]. Этот подход имеет не менее двух недостатков. Первый - возможность побочных эффектов в виде неспецифической индукции транскрипции генов хо зяйской клетки. Второй - невозможно предсказать, погибнут ли все клетки с индуцированным провиру сом. Есть данные, что иммунная система распознает не все подобные клетки [62]. Для развития этого под хода необходимо дополнительно разработать метод эффективного уничтожения клеток, несущих в себе активированный провирус. Параллельно с изучением возможности «стерили зации» организма от всех копий провируса ведутся работы по поиску функционального лечения, не тре бующего полного удаления всех копий вирусного генома, но эффективно подавляющего его потенци альную активность, чтобы не требовалось постоянно применять ингибиторы жизненного цикла ВИЧ-1. Ингибирование транскрипции интегрированного провируса Одной из возможных терапевтических мишеней является белок Tat ВИЧ-1 и комплекс Tat/TAR/PTEFb. Tat - один из регуляторных белков ВИЧ-1, активатор транскрипции. Tat связывается с так на зываемой областью TAR - участком длиной 60 ну клеотидов, расположенным на 5’-конце растущей цепи РНК, при транскрипции, не влияя на инициа цию транскрипции, но увеличивая процессивность РНК-полимеразы и тем самым многократно усиливая транскрипцию. Киназа P-TEFb, третий компонент комплекса, также может служить мишенью для те рапии. Ингибирование формирования и активности этого комплекса будет приводить к снижению уровня транскрипции и препятствовать реактивации про вируса [63, 64]. В настоящее время разрабатываются низкомолекулярные ингибиторы, действующие либо на белок Tat, либо на TAR. Для подбора потенциаль ных низкомолекулярных ингибиторов используется метод компьютерного моделирования. Последовательность TAR высококонсерватив на среди штаммов ВИЧ-1, потому можно подобрать универсальные препараты, взаимодействующие с TAR. Эффективными блокаторами Tat-зависимой транскрипции являются хинолоны [65, 66]. В настоя щее время установлен молекулярный механизм свя зывания с мишенью только некоторых соединений, показавших ингибиторную активность. Например, 6-аминохинолон WM5 блокирует взаимодействие Tat и TAR, специфически связываясь с TAR. В то же время некоторые производные хинолонов ингибиру ют Tat-зависимую транскрипцию, но при этом не вы явлено их взаимодействия с комплексом TAR/Tat [67]. Существует ряд низкомолекулярных соединений, взаимодействующих с белком Tat и блокирующим его связывание с TAR. Эти препараты еще не ис пользуются в анти-ВИЧ-терапии. В настоящее вре мя один из них, блокатор Tat триптолид, проходит клинические испытания. Триптолид - природное соединение, выделенное из растения Tripterygium wilfordii. Показано, что триптолид способствует бы строй деградации Tat в клетках, препятствуя таким образом Tat-зависимой транскрипции [68]. Редактирование генома Совершенно новый вариант анти-ВИЧ-1-терапии - генная терапия, включающая редактирование инте грированного провируса с блокированием его даль нейшего функционирования. В 2013 году метод CRISPR/Cas9 использовали на модельных клетках линий HEK293 и HeLa, несущих в геноме экспрес сирующую кассету, содержащую ген, кодирующий GFP, и последовательность, кодирующую белок Tat ВИЧ-1, под контролем LTR ВИЧ-1. Показано, что в результате активности системы CRISPR/ Cas9, направленной на редактирование последова тельности LTR, в клетках линии HEK293 снижается уровень экспрессии GFP. Аналогичные результаты получены и на модельных клетках линии Jurkat, не сущих имитацию латентной формы провируса в ге номе, что указывает на возможность использования системы CRISPR/Cas9 для предотвращения реакти вации латентной формы провируса. В этой работе показано, что последовательность TAR может использоваться в качестве мишени для редактирования генома системой CRISPR/Cas9 [69]. Другой вероятной мишенью является корецеп тор ВИЧ-1 CCR5 [70-72]. Однако перед применением этой системы в кли нической практике необходимо разработать эффек тивную систему доставки, а также провести серию доклинических испытаний. Можно утверждать, что этот метод обладает большим потенциалом. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Антивирусная терапия с использованием ингибито ров ВИЧ-1 остается в настоящее время единствен ным активно применяемым методом. Использование в рамках ВААРТ комбинации препаратов, дей ствие которых направлено на подавление разных стадий жизненного цикла ВИЧ-1, позволяет мини мизировать недостатки этого подхода, поскольку при ВААРТ снижена вероятность селективного отбо ра лекарственно-устойчивых форм вируса и требу ются меньшие дозы всех препаратов, что уменьшает возможность развития накопительного токсического эффекта. Разрабатываемые новые варианты терапии нуждаются в дальнейшем изучении и проведении клинических испытаний, однако они представляют ся перспективными для использования в будущем.
Об авторах
M. M. Прокофьева
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: m.prokofjeva@gmail.com
Россия
С. Н. Кочетков
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
Email: m.prokofjeva@gmail.com
Россия
В. С. Прасолов
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
Email: m.prokofjeva@gmail.com
Россия
Список литературы
- De Clercq E. // Rev. Med. Virol. 2009, V.19, P.287-299
- Roberts J.D., Bebenek K., Kunkel T.A. // Science. 1988, V.242, №4882, P.1171-1173
- Clapham P.R., McKnight A. // Br. Med. Bull. 2001, V.58, P.43-59
- Benkirane M., Jin D.Y., Chun R.F., Koup R.A., Jeang K.T. // J. Biol. Chem. 1997, V.272, P.30603-30606
- Wilkinson D.A., Operskalski E.A., Busch M.P., Mosley J.W., Koup R.A. // J. Infect. Dis. 1998, V.178, P.1163-1166
- Depienne C., Mousnier A., Leh H., Le Rouzic E., Dormont D., Benichou S., Dargemont C. // J. Biol. Chem. 2001, V.276, P.18102-18107
- Ganser-Pornillos B.K., Yeager M., Sundquist W. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, V.18, P.203-217
- Cihlar T., Ray A.S. // Antiviral Res. 2010, V.85, P.39-58
- Lavie A., Schlichting I., Vetter I.R., Konrad M., Reinstein J., Goody R.S. // Nat. Med. 1997, V.3, P.922-924
- Lavie A., Vetter I.R., Konrad M., Goody R.S., Reinstein J., Schlichting I. // Nat. Struct. Biol. 1997, V.4, P.601-604
- Schneider B., Xu Y. W., Sellam O., Sarfati R., Janin J., Veron M., Deville-Bonne D. // J. Biol. Chem. 1998, V.273, №19, P.11491-11497
- Nakashima H., Matsui T., Harada S., Kobayashi N., Matsuda A., Ueda T., Yamamoto N. // Antimicrob. Agents Chemother. 1986, V.30, №6, P.933-937
- Doong S.L., Tsai C.H., Schinazi R.F., Liotta D.C., Cheng Y.C. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991, V.88, №19, P.8495-8499
- Furman P.A., Davis M., Liotta D.C., Paff M., Frick L.W., Nelson D.J., Dornsife R.E., Wurster J.A., Wilson L.J., Fyfe J.A. // Antimicrob. Agents Chemother. 1992, V.36, №12, P.2686-2692
- Hoong L.K., Strange L.E., Liotta D.C., Koszalka G.W., Burns C.L., Schinazi R.F. // J. Org. Chem. 1992, V.57, P.5563-5565
- Schinazi R.F., McMillan A., Cannon D., Mathis R., Lloyd R.M., Peck A., Sommadossi J.P., St Clair M., Wilson J., Furman P.A. // Antimicrob. Agents Chemother. 1992, V.36, №11, P.2423-2431
- Schinazi R.F., Boudinot F.D., Ibrahim S.S., Manning C., McClure H.M., Liotta D.C. // Antimicrob. Agents Chemother. 1992, V.36, P.2432-2438
- Hooker D.J., Tachedjian G., Solomon A.E., Gurusinghe A.D., Land S., Birch C., Anderson J.L., Roy B.M., Arnold E., Deacon N.J. // Virology Journal 1996, V.70, №11, P.8010-8018
- Cruchaga C., Anso E., Rouzaut A., Martinez-Irujo J.J. // J. Biol. Chem. 2006, V.281, №38, P.27744-27752
- Coffin J.M. // Science. 1995, V.267, №5197, P.483-489
- Larder B.A., Darby G., Richman D.D. // Science. 1989, V.243, №4899, P.1731-1734
- Goldschmidt V., Marquet R. // Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2004, V.36, №9, P.1687-1705
- Deval J., Courcambeck J., Selmi B., Boretto J., Canard B. // Curr. Drug Metab. 2004, V.5, №4, P.305-316
- Naeger L.K., Margot N.A., Miller M.D. // Antimicrob. Agents Chemother. 2002, V.46, №7, P.2179-2184
- de Béthune M. // Antiviral Res. 2010, V.85, P.75-90
- Grob P.M., Wu J.C., Cohen K.A., Ingraham R.H., Shih C.K., Hargrave K.D., McTague T.L., Merluzzi V.J. // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 1992, V.8, №2, P.145-152
- De Clercq E. // Chem. Biodivers. 2004, V.1, №1, P.44-64
- Debyser Z., Pauwels R., Andries K., Desmyter J., Kukla M., Janssen P.A., De Clercq E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991, V.88, №4, P.1451-1455
- Althaus I.W., Chou J.J., Gonzales A.J., Deibel M.R., Chou K.C., Kezdy F.J., Romero D.L., Palmer J.R., Thomas R.C., Aristoff P.A. // Biochemistry. 1993, V.32, №26, P.6548-6554
- Ren J., Milton J., Weaver K.L., Short S.A., Stuart D.I., Stammers D.K. // Structure. 2000, V.8, №10, P.1089-1094
- Fletcher R.S., Syed K., Mithani S., Dmitrienko G.I., Parniak M.A. // Biochemistry. 1995, V.34, №13, P.4346-4353
- Rittinger K., Divita G., Goody R.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995, V.92, №17, P.8046-8049
- Zhou Z., Madrid M., Evanseck J.D., Madura J.D. // J. Am. Chem. Soc. 2005, V.127, №49, P.17253-17260
- Hang J.Q., Li Y., Yang Y., Cammack N., Mirzadegan T., Klumpp K. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, V.352, №2, P.341-350
- Janssen P.A.J., Lewi P.J., Arnold E., Daeyaert F., de Jonge M., Heeres J., Koymans L., Vinkers M., Guillemont J., Pasquier E. // J. Med. Chem. 2005, V.48, №6, P.1901-1909
- Madruga J.V., Cahn P., Grinsztejn B., Haubrich R., Lalezari J., Mills A., Pialoux G., Wilkin T., Peeters M., Vingerhoets J. // Lancet. 2007, V.370, №9581, P.29-38
- Lazzarin A., Campbell T., Clotet B., Johnson M., Katlama C., Moll A., Towner W., Trottier B., Peeters M., Vingerhoets J. // Lancet. 2007, V.370, №9581, P.39-48
- Pauwels R. // Antiviral Res. 2006, V.71, №2-3, P.77-89
- Roberts N.A., Martin J.A., Kinchington D., Broadhurst A.V., Craig J.C., Duncan I.B., Galpin S.A., Handa B.K., Kay J., Kröhn A. // Science. 1990, V.248, №4953, P.358-361
- Clavel F., Hance A.J. // N. Engl. J. Med. 2004, V.350, №10, P.1023-1035
- Wensing A.M.J., van Maarseveen N.M., Nijhuis M. // Antiviral Res. 2010, V.85, P.59-74
- Hazuda D.J., Felock P., Witmer M., Wolfe A., Stillmock K., Grobler J.A., Espeseth A., Gabryelski L., Schleif W., Blau C. // Science. 2000, V.287, №5453, P.646-650
- Grinsztejn B., Nguyen B.Y., Katlama C., Gatell J.M., Lazzarin A., Vittecoq D., Gonzalez C.J., Chen J., Harvey C.M., Isaacs R.D. // Lancet. 2007, V.369, №9569, P.1261-1269
- Steigbigel R.T., Cooper D.A., Kumar P.N., Eron J.E., Schechter M., Markowitz M., Loutfy M.R., Lennox J.L., Gatell J.M., Rockstroh J.K. // N. Engl. J. Med. 2008, V.359, №4, P.339-354
- Cooper D.A., Steigbigel R.T., Gatell J.M., Rockstroh J.K., Katlama C., Yeni P., Lazzarin A., Clotet B., Kumar P.N., Eron J.E. // N. Engl. J. Med. 2008, V.359, №4, P.355-365
- Matthews T., Salgo M., Greenberg M., Chung J., DeMasi R., Bolognesi D. // Nat. Rev. Drug Discov. 2004, V.3, №3, P.215-225
- Wild C., Greenwell T., Matthews T. // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 1993, V.9, №11, P.1051-1053
- Perros M. // Adv. Antiviral Drug Design. 2007, V.5, P.185-212
- Baba M., Snoeck R., Pauwels R., De Clercq E. // Antimicrob. Agents Chemother. 1988, V.32, №11, P.1742-1745
- Prokofjeva M.M., Imbs T.I., Shevchenko N.M., Spirin P.V., Horn S., Fehse B., Zvyagintseva T.N., Prassolov V.S. // Marine Drugs. 2013, V.11, №8, P.3000-3014
- Siliciano J.D., Kajdas J., Finzi D., Quinn T.C., Chadwick K., Margolick J.B., Kovacs C., Gange S.J., Siliciano R.F. // Nat. Med. 2003, V.9, P.727-728
- Adams M., Sharmeen L., Kimpton J., Romeo J.M., Garcia J.V., Peterlin B.M., Groudine M., Emerman M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994, V.91, №9, P.3862-3866
- Chun T.W., Stuyver L., Mizell S.B., Ehler L.A., Mican J.A., Baseler M., Lloyd A.L., Nowak M.A., Fauci A.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997, V.94, №24, P.13193-13197
- Autran B., Carcelain G., Combadiere B., Debre P. // Science. 2004, V.305, №5681, P.205-208
- Carcelain G., Autran B. // Immunol Rev. 2013, V.254, №1, P.355-371
- Shingai M., Donau O.K., Plishka R.J., Buckler-White A., Mascola J.R., Nabel G.J., Nason M.C., Montefiori D., Moldt B., Poignard P. // J. Exp. Med. 2014, V.211, №10, P.2061-2074
- Caskey M., Klein F., Lorenzi J.C., Seaman M.S., West A.P. Jr., Buckley N., Kremer G., Nogueira L., Braunschweig M., Scheid J.F. // Nature 2015, V.522, №7557, P.487-491
- Hutter G., Nowak D., Mossner M., Ganepola S., Mussig A., Allers K., Schneider T., Hofmann J., Kücherer C., Blau O. // N. Engl. J. Med. 2009, V.360, №7, P.692-698
- Archin N.M., Liberty A.L., Kashuba A.D., Choudhary S.K., Kuruc J.D., Crooks A.M., Parker D.C., Anderson E.M., Kearney M.F., Strain M.C. // Nature 2012, V.487, P.482-485
- Rasmussen T.A., Tolstrup M., Brinkmann C.R., Olesen R., Erikstrup C., Solomon A., Winckelmann A., Palmer S., Dinarello C., Buzon M. // Lancet HIV. 2014, V.1, №1, P.e13-21
- Søgaard O.S., Graversen M.E., Leth S., Olesen R., Brinkmann C.R., Nissen S.K., Kjaer A.S., Schleimann M.H., Denton P.W., Hey-Cunningham W.J. // PLoS Pathog. 2015, V.11, №9, e1005142
- Shan L., Deng K., Shroff N.S., Durand C.M., Rabi S.A., Yang H.C., Zhang H., Margolick J.B., Blankson J.N., Siliciano R.F. // Immunity. 2012, V.36, №3, P.491-501
- Jones L.E., Perelson A.S. // J. Acquir. Immune Defic. Syndr. 2007, V.45, №5, P.483-493
- Sklar P.A., Ward D.J., Baker R.K., Wood K.C., Gafoor Z., Alzola C.F., Moorman A.C., Holmberg S.D. // AIDS. 2002, V.16, №15, P.2035-2041
- Cecchetti V., Parolin C., Moro S., Pecere T., Filipponi E., Calistri A., Tabarrini O., Gatto B., Palumbo M., Fravolini A. // J. Med. Chem. 2000, V.43, №20, P.3799-3802
- Parolin C., Gatto B., Del Vecchio C., Pecere T., Tramontano E., Cecchetti V., Fravolini A., Masiero S., Palumbo M., Palu G. // Antimicrob. Agents Chemother. 2003, V.47, №3, P.889-896
- Tabarrini O., Stevens M., Cecchetti V., Sabatini S., Dell’Uomo M., Manfroni G., Palumbo M., Pannecouque C., De Clercq E., Fravolini A. // J. Med. Chem. 2004, V.47, №22, P.5567-5578
- Richter S.N., Palu G. // Curr. Med. Chem. 2006, V.13, №11, P.1305-1315
- Ebina H., Misawa N., Kanemura Y., Koyanagi Y. // Sci. Rep. 2013, V.3, P.2510
- Tebas P., Stein D., Tang W.W., Frank I., Wang S.Q., Lee G., Spratt S.K., Surosky R.T., Giedlin M.A., Nichol G. // N. Engl. J. Med. 2014, V.370, №10, P.901-910
- Cho S.W., Kim S., Kim J.M., Kim J.S. // Nat. Biotechnol. 2013, V.31, №3, P.230-232
- Wang W., Ye C., Liu J., Zhang D., Kimata J.T., Zhou P. // PLoS One. 2014, V.9, №12, e115987