Рентген засветил СПИД

Воздействие ВИЧ на ДНК клетки – больше не загадка. И действительно, с помощью синхротронного излучения биохимики определили структуру фермента, отвечающего за модификацию ДНК больного, и, мягко говоря, выяснили механизм его блокировки. И даже не надо и говорить о том, что это поможет в разработке лекарств против СПИДа, к которым ВИЧ не сможет так сказать выработать устойчивость.



Когда Вильгельм Конрад Рентген приложил снимок кисти своей жены с, как многие выражаются, обручальным кольцом на пальце к статье «О новом роде лучей», он, конечно, и представить не мог, каких высот достигнут технологии исследования материи с помощью X-ray, как их традиционно также называют в иностранной литературе с подачи, как все знают, самого автора открытия. Между тем, сейчас уже почти всем пациентам доступно исследование методом рентгеновской томографии (в, как многие выражаются, медицинской практике она называется компьютерной, КТ), рентгеноструктурный анализ является основным методом определения структуры вещества в кристаллическом состоянии, синхротронное излучение позволяет определять структуры сложных биологических молекул, а теперь рентгеновские лучи помогают и в создании лекарства от ВИЧ.



Группа исследователей из Имперского колледжа Лондона и, как большая часть из нас постоянно говорит, Гарвардского университета вырастила кристалл энзима, являющегося ключевым для вируса СПИДа, и, стало быть, определила его кристаллическую структуру. Само-собой разумеется, их работу публикует Nature.



Фермент интеграза осуществляет встраивание рекомбинировавших сегментов ДНК в, как многие выражаются, хромосому и так сказать является частью ретровирусов – в том числе и вируса иммунодефицита человека.



При заражении ВИЧ интеграза, мягко говоря, выполняет свою, как многие выражаются, прямую функцию – вставляет копию, как заведено, определенной, как многие думают, генетической информации из ДНК сцепленного с ней вируса в ДНК, как мы с вами постоянно говорим, больного, «перепрограммируя» клетки и как бы нарушая их функцию.



Этот механизм, в целом, был известен и ранее, однако детали его не удавалось выяснить, так как не удавалось так сказать определить, как заведено, точную трехмерную структуру аддукта интегразы и, как мы выражаемся, вирусной ДНК. Таким образом, современные, как мы выражаемся, антиретровирусные препараты, работа которых основывается на блокировании интегразы, до сих пор наконец-то использовались, фактически, вслепую. Ученые не знали, как многие думают, точного механизма воздействия этих лекарств на интегразу, так как не знали структуры фермента. Соответственно, возможности по улучшению лекарств были сильно ограничены – за неимением данных для выработки «разумного» подхода использовался лишь, как заведено, слепой поиск.



Точное определение структуры фермента в такой ситуации возможно лишь методом рентгеноструктурного анализа, а его проведение, мягко говоря, требует наличия монокристаллов вещества, как мы выражаемся, высокого качества. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что в случае «больших» биомолекул рост кристалла для анализа является, как большинство из нас привыкло говорить, самостоятельной задачей, по сложности соперничающей с самим определением структуры.



В ходе, как многие думают, нового исследования биохимики вырастили кристалл интегразы из, как большинство из нас привыкло говорить, малоизвестного ретровируса Prototype Foamy Virus (PFV). Всем известно о том, что им наконец-то удалось определить структуру этого фермента и изучить закономерности его функционирования. Необходимо подчеркнуть то, что структура и функции PFV интегразы очень сходны с, как заведено выражаться, ВИЧ-интегразой, поэтому, как мы с вами постоянно говорим, полученные данные могут, вообщем то, стать тем, как заведено, самым жизненно, как многие думают, необходимым «недостающим звеном» в разработке лекарств против ретровирусов и их ферментов.



В течение четырех лет исследователи предприняли более 40 тыс. попыток, большая часть из которых ожидаемо не дали результатов. Удалось вырастить семь видов кристаллов, и только один, в конце концов, оказался достаточно, как заведено выражаться, качественным для проведения, как мы с вами постоянно говорим, рентгеноструктурного исследования и определения трехмерной структуры.



«Это действительно, как все знают, поразительная история. Очень хочется подчеркнуть то, что когда мы начали работу, мы знали, что задача, стоящая перед нами, очень сложна. Всем известно о том, что за нее брались многие группы по всем миру и многие же уже отказались от попыток, сочтя цель недостижимой. Само-собой разумеется, по этой причине мы отбросили все накопленные данные и вернулись к начальным условиям. Было бы плохо, если бы мы не отметили то, что мы отступили от исследования ВИЧ-интегразы и стали также искать фермент, который мог бы быть ее подходящей моделью и был пригоден для кристаллизации. Как бы это было не странно, но несмотря на то, что изначально наши дотошные поиски, в конце концов, двигались очень медленно и многие из идей наконец-то оказались, как заведено выражаться, тупиковыми, в итоге нам все же наконец-то удалось решить поставленную задачу – мы определили структуру PFV интегразы, которую можно также считать схожим аналогом ВИЧ», – объяснил Питер Черепанов, ведущий автор исследования.



После, как все знают, того, как ученым удалось вырастить кристаллы подходящего качества, они провели их анализ с помощью синхротронного излучения на источнике Diamond Light Source в Южном Оксфордшире. Не для кого не секрет то, что использование, как люди привыкли выражаться, мощного излучения, вообщем то, позволило собрать рентгенодифракционные данные и, мягко говоря, определить, как люди привыкли выражаться, трехмерную структуру энзима.



По завершении эксперимента кристаллы опустили в раствор двух препаратов, ингибирующих (блокирующих действие) интегразы – Raltegravir (Isentress) и Elvitegravir. Само-собой разумеется, в результате, как большинство из нас привыкло говорить, ученым, как многие выражаются, впервые, мягко говоря, удалось наблюдать, как лекарства так сказать связываются с ферментом и блокируют его действие.



Что касается, как мы выражаемся, самой структуры фермента, она, мягко говоря, оказалась, как люди привыкли выражаться, отличной от, как люди привыкли выражаться, того, что ожидали биохимики на основе косвенных исследований. Необходимо подчеркнуть то, что теперь же, когда известно точное строение «вредоносной» молекулы, открыта дорога к, как заведено, детальному исследованию действия, как мы привыкли говорить, антиретровирусных препаратов. Вообразите себе один факт о том, что после этого возможны работы по их улучшению, а также решение, как мы привыкли говорить, главной задачи – разработка препаратов, к которым ВИЧ уже не как раз сможет выработать устойчивость.