Слабое звено

Над созданием вакцины против СПИДа ломают голову ученые всего земного шара, но до сих пор эта идея казалась невыполнимой. Изменчивость вируса иммунодефицита не позволяла атаковать его с помощью антител. И вот недавно американские исследователи нашли «слабое звено» в оболочке ВИЧ. Оказывается, на атомном уровне структура одного из его белков довольно постоянна, и как раз здесь лежит путь к избавлению человечества от «чумы XX века».

Terra incognita

ВИЧ явился как гром среди ясного неба. О его существовании не подозревали до 1981 года, пока Центр по контролю и профилактике болезней (CDC) США не сообщил о 5 странных случаях довольно редкой формы пневмонии – пневмоцистной, и о 28 случаях саркомы Капоши. Эти заболевания не поражают людей с нормальным иммунитетом. Подозрителен был и круг заболевших – сплошь мужчины, практиковавшие однополые сексуальные отношения. С момента постановки диагноза прошло всего 20 месяцев, а большей части этих пациентов уже не было в живых. Врачи не на шутку перепугались, ведь они толком не знали, с чем имеют дело. Возбудитель иммунодефицита человека открыли лишь два года спустя и еще четыре года спорили, как его назвать и к какому семейству отнести. А СПИД тем временем продолжал свое триумфальное шествие по миру, и в 1985 году он добрался до Советского Союза. На борьбу с ним были брошены силы всех ведущих институтов, вирус до сих пор продолжают изучать со всех сторон и искать средство против него. Возникает резонный вопрос: чем же так страшен СПИД? В чем его опасность?

Как грипп становится смертельным

Каждый день мы сталкиваемся с бактериями и вирусами: в метро, на улице и дома вдыхаем миллионы возбудителей респираторных заболеваний, туберкулеза, проглатываем огромное количество микробов, однако болеем не так часто. На страже нашего здоровья стоит иммунная система, «пожирающая» и выводящая из организма любой чужеродный агент. Она-то и является основной мишенью ВИЧ. Вирус уничтожает центральное звено иммунного ответа, CD4+-клетки, и бороться с инфекцией становится просто невозможно. Банальный грипп может оказаться неизлечимым и привести к смерти, не говоря о более серьезных инфекциях.

Война с призраком   

СПИД стал известен сравнительно недавно, но эволюция ВИЧ, по всей видимости, насчитывает не одну тысячу лет. Уж слишком хорошо научился вирус «прятаться» от атак иммунитета. Вакцины против него нет до сих пор, потому как ученых ставила в тупик безграничная изменчивость возбудителя. Доктор Питер Квонг (Peter Kwong) из Национального института аллергических и инфекционных болезней США говорит: «Чем больше мы изучали ВИЧ, тем больше убеждались, что вирус имеет многоуровневую защиту от натиска иммунной системы».

ВИЧ не только быстро и непрестанно мутирует, меняет структуру поверхностных белков и ускользает от антител, но и «прикрывается» непроницаемым углеводным «панцирем». Конечно, организм борется со СПИДом и вырабатывает антитела к разным частям вириона. Лучше всего изучены «поздние» антитела b12 к поверхностному белку, гликопротеиду gp120. Их концентрация в крови пропорциональна тяжести заболевания. Антитела b12 находили у небольшой группы ВИЧ-инфицированных пациентов, которые, в отличие от большинства носителей, могли длительное время противостоять разрушительной атаке вируса без помощи лекарств.

Однако «поздние» антитела синтезируются уже после заражения и в ограниченном количестве, не способном полностью очистить организм от инфекции. Пациенты продолжают оставаться носителями вируса и могут заразить окружающих. Но вернемся к gp120. Он выступает на поверхности вируса в виде «шипиков», рецепторов адгезии. То есть, отвечает за прикрепление вируса к поверхности иммунных клеток, после чего тот проникает в внутрь клетки и начинает размножаться в ней. Неунывающий доктор Квонг заинтересовался белком gp120, детально изучил его состав на стадии контакта ВИЧ с антителами и обнаружил ошеломляющие факты.

Эврика!

Оказалось, что атомное строение центрального участка gp120 всегда остается одним и тем же. В отличие от мутирующего вируса в целом, этот компонент постоянен и, что не менее важно, контактирует со специфическими антителами b12, губительными для ВИЧ. При этом опять же не меняет свою структуру. Впрочем, это открытие лаборатория  Питера Квонга сделала еще в 1998 году. Тогда ученые опубликовали первые рентгеновские снимки gp120 во время контакта с CD4 и стали подумывать о создании вакцины к нему, но их смутила вирусная «защита».

Стоило антителу подойти к вириону, как gp120 в мгновенье ока менял конфигурацию и «скрывал» чувствительный фрагмент от иммунной системы. А сфотографировать вирионный гликопротеид на разных этапах контакта с антителами никому не удавалось из-за гибкой структуры gp120. Ученые немного поразмыслили и стали синтезировать разные варианты гликопротеида, пока не нашли более-менее жесткую форму, которую можно было заснять. И тут обнаружилась еще одна интересная деталь: вирионный гликопротеид связывался с b12 в тех же местах, что и с CD4-клетками. Только во втором случае прикрепление происходит сразу, значит, не очень прочно, а в первом напоминает легкое рукопожатие, переходящее в железную хватку. Gp120 сначала «съеживается», а после раскрывается подобно цветочному бутону и образует с b12 прочные химические связи.

Получается, если заставить человеческий организм вырабатывать такие антитела в достаточном количестве, они полностью уничтожат вирус. Теоретически это возможно, если вводить в организм человека фрагменты ДНК, кодирующие структуру антитела b12, или стимулировать иммунную систему прививкой с инактивированными фрагментами вируса, содержащими «ранимый» белок. Но ученые не торопятся с выводами. Доктор Квонг не изобрел панацею от «чумы XX века», он всего лишь обнаружил «слабое звено» вируса иммунодефицита человека. Теперь ученым ясно, в каком направлении надо работать, и нет никаких сомнений: у исследований «ахиллесовой пяты» ВИЧ есть будущее.

Екатерина Гамова