Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посмотрите новые поступления ... Обратите внимание!
 
  Наука >> Медицина >> Молекулярная биология | Обзорные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение
 См. также

Популярные статьиОсновные направления развития современных биотехнологий.

Обзорные статьиПрименение препарата зофран у больных, получающих цитостатическую терапию : tabone

Научные статьиМолекулярные механизмы устойчивости Mycobacterium tuberculosis к лекарственным препаратам: (1)

Научные статьиХимиопрепараты в терапии гриппа и других респираторных вирусных инфекций у детей: грипп, ОРВИ у детей, ремантадин, арбидол.

Научные статьиИспользование новых аналогов пуриновых оснований в лечении лейкоза у детей.

Научные статьиКлинический опыт использования антиэметика китрила в онкологии: рвотный рефлекс

Научные статьиОсобенности клинического течения и возможности терапии диссеминированного рака почки

Научные статьиАпоптоз в клинике гинекологических заболеваний: Fas/Apo-1

Научные статьиЗлокачественные эпителиальные опухоли яичников: tabthree

Научные статьиСовременная комплексная диагностика и лечение больных хориокарциномой матки: (1)

Научные статьиУчастие транспортно-барьерных функций плазматической мембраны в развитии резистентности к фторхинолонам (ципрофлоксацину) у Acholeplasma laidlаwii: Обсуждение результатов

ТезисыТерапия хронической стадии Ph`-положительного хронического миелолейкоза препаратами интерферона-альфа

Популярные статьиВ.И. Агол. Генетически запрограммированная смерть клетки

Научные статьиСовременные пути поиска новых антибактериальных агентов: предложения и дискуссии: (1)

Научные статьиНекоторые проблемы химиотерапии туберкулеза с учетом новых данных о его возбудителе: (1)

Научные статьиСовременные представления о стимуляции антиинфекционного иммунитета с помощью иммуномодулирущих препаратов: иммуномодуляторы

Научные статьиНаправления адьювантной патогенетической терапии инфекционных и аутоиммунных заболеваний: (1)

Научные статьиРеальность и перспективы лекарственной терапии неходжкинских лимфом: REAL

Обзорные статьиЛабораторная диагностика хламидийной инфекции

Основные направления создания препаратов для химиотерапии СПИДа

Бибикова М.В., Иваницкая Л.П., Грамматикова Н.Э.

Государственный научный центр по антибиотикам, Москва

В начало...


Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), впервые описанный в 1981 г. в США [1], захватывает все новые страны и континенты. Существует мнение, что в настоящее время все человечество в целом может рассматриваться как группа риска по СПИДу. Заболевание характеризуется длительным бессимптомным, но высокозаразным инкубационным периодом (5 лет и более) и полной потерей иммунитета, что приводит к неизбежному летальному исходу от оппортунистических инфекций. В настоящее время еще не созданы радикально эффективные лекарственные средства, а имеющиеся не приводят к полному излечению от ВИЧ-инфекции. Распространение заболевания среди людей репродуктивного возраста (половым путем), через донорскую кровь и через зараженные шприцы наркоманов, рост инфицирования в геометрической прогрессии (пандемия) выделяет ВИЧ-инфекцию в особо опасную группу заболеваний.

Анализ литературы показывает, что поиском препаратов, активных в отношении ВИЧ, заняты многие ведущие лаборатории мира. При этом проводится как рутинный поиск, когда проверяется любое новое соединение, так и направленный скрининг, основанный на изучении биогенеза вируса. Исследованы десятки тысяч соединений различной природы, в ряде случаев проявляющих выраженную анти-ВИЧ активность in vitro, которая, однако, не всегда подтверждается в условиях макроорганизма.

При проведении поисковых работ в качестве потенциальных мишеней воздействия химиопрепаратов на ВИЧ используются следующие стадии развития вируса:

- адсорбция вируса на клетке-мишени, взаимодействие с рецептором gp-120 ВИЧ-1 (или gp-105 ВИЧ-2), с рецептором СД4 клетки-мишени и последующее проникновение вируса в клетку;

- синтез вирусной ДНК с участием ревертазы ВИЧ;

- процессинг структурных вирусных белков с участием протеазы ВИЧ.

Успехи в химиотерапии ВИЧ-инфекции связаны в настоящее время с созданием и применением в клинике ингибиторов обратной транскриптазы (ревертазы, РНК-зависимой ДНК-полимеразы), а также с применением ингибиторов протеазы ВИЧ.

К настоящему времени 11 соединений лицензированы для лечения ВИЧ-инфекции [2]. Первыми препаратами стали синтетические аналоги нуклеозидов, подавляющие вирусную репликацию за счет ингибирования обратной транскриптазы ВИЧ. Первый и самый известный из них, синтезированный в качестве противоракового препарата, азидотимидин - АЗТ (зидовудин, тимазид, ретровир). АЗТ является в настоящее время самым применяемым средством при лечении СПИДа. Он замедляет развитие инфекции и уменьшает симптоматику оппортунистических заболеваний [3-5].

Среди огромного количества синтезированных нуклеозидных аналогов в клинике смогут найти применение только препараты, имеющие определенные преимущества перед АЗТ. Такими препаратами являются диданозин, зальцитабин, ламивудин, ставудин. Эти препараты используются на более поздних этапах заболевания, в случае непереносимости АЗТ, в случае устойчивости возбудителя к АЗТ, а также в комбинации с АЗТ [6-9].

Установлено, что некоторые из них проявляют высокую активность в отношении других вирусов - цитомегаловируса, герпеса и гепатита В. Первый отечественный препарат нуклеозидной природы для терапии ВИЧ-инфекций - фосфазид (5-фосфанат-3-азидо-2, 3, дидезоксинуклеозид) проходит в настоящее время клинические испытания [10].

Интерес к синтезу и изучению анти-ВИЧ активности новых нуклеозидных аналогов сохраняется, хотя количество публикаций заметно сократилось. Можно отметить сообщение о новом классе синтезированных фторсодержащих L-нуклеозидных соединений с выраженной антивирусной активностью [11]. Большие ожидания возлагаются на ациклические нуклеозидные фосфонаты РМЕА и РМРА, которые в настоящее время проходят клинические испытания, а также на бициклические производные, которые блокируют ВИЧ-инфекцию путем взаимодействия с вирусным ко-рецептором CXCR4, на олигоДНК-фосфоротиоаты-(S-ODN-1 to -3) [12].

Много сил и средств было потрачено на создание ненуклеозидных ингибиторов обратной транскриптазы. Если аналоги нуклеозидов связываются с вирусной ДНК и препятствуют завершению обратной транскрипции, то ненуклеозидные ингибиторы связываются непосредственно с ферментом вируса, нарушая его транскрипционную активность. Для применения в клинике разрешены невирапин и делавердин [11а, 13, 14]. Препараты хорошо усваиваются при пероральном применении, быстро распространяются в тканях организма, осуществляя свое действие через систему изоэнзимов цитохрома Р450. В ряде случаев они имеют явные преимущества перед аналогами нуклеозидов. Однако недостатком препаратов является быстрое развитие к ним устойчивости. Предполагается, что их использование в ВИЧ-терапии может быть в основном в сочетанном применении с другими препаратами. Хотя многие фирмы отказались от продолжения разработок ингибиторов обратной транскриптазы ненуклеозидной природы, продолжают появляться новые сообщения о таких препаратах.

При поиске природных ингибиторов обратной транскриптазы ВИЧ в лаборатории "Drug Discovery Res.", Frederick (США) было установлено, что такой активностью обладают многие соединения различной химической природы: кумарины, флавоноиды, таннины, алкалоиды, терпены, нафто- и антрахиноны, полисахариды. Эти соединения были выделены из растений, микроорганизмов и морских животных [15].

Установлена анти-ВИЧ активность природных пиранокумаринов, выделенных из листьев тропических деревьев рода Calophyllum: из 315 испытанных экстрактов различных видов растений активность выявлена у 127. Наиболее активные препараты получили название каланолиды [16]. В США усиленно разрабатывается препарат S-1153 [17].

Новый подход при создании препаратов, ингибирующих обратную транскриптазу ВИЧ-1, разрабатывается французскими исследователями. Ими установлено, что активная обратная транскриптаза вирусов ВИЧ-1 и ВИЧ-2 является гетеродимером, формирующимся в два этапа. Вначале происходит быстрая ассоциация двух субъединиц, а в дальнейшем - медленное конформационное изменение комплекса с последующим получением активной формы. Авторы полагают, что весьма перспективным должен быть поиск препаратов, ингибирующих образование этих димеров. Авторы cинтезировали короткие пептиды, аналогичные кластеру триптофана, с поверхности субъединиц. Пептиды имели примерно по 10 аминокислотных остатков и эффективно ингибировали образование вирусных частиц. Авторы полагают, что низкая токсичность и отсутствие побочных эффектов у полученных препаратов делают их весьма перспективными для дальнейших исследований [18].

Определенный успех в химиотерапии ВИЧ-инфекции аналогами нуклеозидов за счет ингибирования обратной транскриптазы стимулировал работы по получению и изучению препаратов, ингибирующих и другие ферменты, участвующие в репликации вируса. Новым направлением является синтез соединений, ингибирующих активность фермента интегразы, включенной в интеграцию вирусной ДНК в ДНК хозяина. Способность ингибировать активность интегразы установлена у зидовудина, доксирубицина и ауринтрикарбоновой кислоты. Изучается активность препаратов in vivo, с акцентом на сочетанное действие с уже используемыми [19].

Были синтезированы новые эфиры гидроксибензойной и гидроксибензамовой кислот, новые аналоги гетероциклических соединений, некоторые из которых проявляли специфическую ингибиторную активность в отношении вирусной интегразы и анти-ВИЧ активность [20, 21].

Серия новых синтезированных тиазолотиазепинов была тестирована в отношении вирусной интегразы. Оказалось, что для проявления активности важным моментом является наличие серы в тиазоловом кольце, а кофактором в ингибиторной реакции выступают Mn++ или Mg++. Ингибиторная активность соединений проявлялась только в отношении вирусной интегразы, не влияя на активность обратной транскриптазы, вирусной протеазы, на взаимодействие вируса с клеткой-мишенью, на нуклеокапсидный цинксодержащий белок вируса [22].

Интересная работа французских и российских исследователей связана с изучением влияния на вирусную интегразу коротких одноцепочечных олигонуклеотидов. Ретровирусная интеграза катализирует встраивание вирусной ДНК в геном хозяина в два этапа - концевой процессинг и непосредственный перенос цепочки ДНК. Оказалось, что короткие олигонуклеотиды как с последовательностью нуклеотидов, специфичной для концевой части вирусного генома, так и с неспецифичной последовательностью нуклеотидов конкурентно ингибируют процессинг. Важным моментом для взаимодействия фермента и субстрата является специфическая последовательность из 21 нуклеотида. В отдельных случаях наблюдается активация интегразы, что в целом свидетельствует о том, что короткие олигонуклеотиды при взаимодействии с ферментом изменяют его конфигурацию [23].

Наибольшие надежды исследователей были связаны с соединениями, ингибирующими вирусную протеазу, осуществляющую окончательное формирование белков кора и ферментов зрелого вириона. Этот процесс происходит на последних стадиях сборки вируса во время отпочкования вириона с клеточной мембраны. Если даже нарезание не произошло, а вирусная частица отпочковалась от клетки, заражение новой клетки все равно не состоится, потому что незрелый вирион не способен этого сделать. Протеаза ВИЧ является симметричным димером с активным центром, сходным с таковым обычных пепсиноподобных протеаз, в то же время протеаза ВИЧ отличается от ферментов других ретровирусов. В отличие от ингибиторов обратной транскриптазы ингибирование протеазы ВИЧ приводит к непосредственному воздействию на пул инфицированных клеток, нарушая эффективную продукцию инфекционных вирионов. В настоящее время в клинике используются саквинавир, индинавир, ритонавир и нельфинар, проходит клинические испытания препарат 141W94/VX-478 [24-26]. Ингибиторы вирусной протеазы показали значительный противовирусный, иммуностимулирующий и клинический эффекты у пациентов на всех стадиях ВИЧ-инфекции. Основными недостатками ингибиторов протеазы являются развитие к ним резистентности, лекарственной непереносимости и плохое проникновение в ЦНС. Более того, очевидно, что эти препараты в ближайшие годы будут совершенно недоступны подавляющему большинству населения из-за своей цены. С другой стороны, существует мнение, что опыт изучения анти-ВИЧ-протеазных ингибиторов должен быть использован для скрининга ингибиторов вирусных протеаз - герпес-вирусов, ретровирусов, вирусов гепатита С.

Соединения, нарушающие механизмы первоначального взаимодействия вириона и клетки-мишени, следует рассматривать как наиболее перспективные средства химиотерапии. Однако препараты этой группы находятся в стадии разработки и в практике пока не применяются. В то же время именно взаимодействие рецепторов ВИЧ gp120 (гликопротеид, узнающий клеточный рецептор) и gp41 (гликопротеид, обеспечивающий проникновение вируса в клетку) с рецептором CD4 клетки-мишени является самым начальным этапом развития ВИЧ-инфекции и является пусковым механизмом для развития всех остальных этапов репродукции вируса в организме. Нарушение процессинга гликопротеидов приводит к неспособности вирионов ВИЧ присоединяться к клеточным мишеням CD4.

В настоящее время расшифрована структура вирусного гликопротеида gp120, что позволило синтезировать бензильные эфиры N-карбометоксикарбонил-пролил-фенилаланина, комплементарные именно той части gp120, которая взаимодействует с клеткой-мишенью. Оказалось, что только у препаратов, имеющих феноксиацетильную группу в метаположении, отмечается способность ингибировать взаимодействие gp120 c CD4. Эти же соединения ингибировали активность протеазы ВИЧ [27]. При взаимодействии рецептора gp120 c мишенью CD4 Т-лимфоцитов происходят конформационные изменения гликопротеида оболочки вируса, что облегчает узнавание ко-рецептора CCR5 с последующим "переливанием" вирусного содержимого в клетки. Область воздействия вируса на CD4 - минипротеин, состоящий из 43 молекул фенилаланина и 59 молекул аргинина, и именно эта область определяет конформационные изменения оболочки вируса и специфические изменения структуры CCR5 [28], что определяет перспективность поиска и изучения небольших пептидов, как природных, так и синтезированных в качестве анти-ВИЧ препаратов. При этом надо иметь в виду, что присоединение gp120 к клетке не всегда сопровождается нарушениями в структуре CCR5 [29].

С другой стороны, согласно некоторым экспериментальным данным взаимодействие вирусного гликопротеида gp120 с макрофагами мозга может являться причиной психических расстройств у больных СПИДом [30].

Методом кристаллографии была определена структура гликопротеида gp41, что определило новое направлеие поиска антивирусных препаратов. Используя базу данных 20000 органических молекул авторы отобрали 16 соединений, наиболее подходящих для взаимодействия с гидрофобной областью gp41 и с максимальной вероятностью взаимодействия с мишенью. Два соединения ADS-J1 и ADS-J2 в микромолярных концентрациях ингибируют формирование нормальной структуры gp41 и проявляют анти-ВИЧ активность [31].

Исследования структуры гликопротеида gp41 предполагают, что гидрофобная часть молекулы свернута в тугую альфа-спираль. Это очень важно для конформационных превращений молекулы gp41, которые происходят при взаимодействии вируса с клеткой-мишенью и которые ответственны за непосредственное слияние с мембраной клетки и проникновение вируса в клетку [32]. В настоящее время уже описаны циклические D-пептиды, взаимодействующие непосредственно с центральной частью gp41 и проявляющие анти-ВИЧ активность [33].

Установлено стабилизирующее влияние на течение вирусных инфекций метионина, цистеина, серы, селена, цинка, витаминов С и Е. В связи с этим рядом авторов были синтезированы небольшие пептидные молекулы, близкие по структуре природным и содержащие цистеин и цинк. При этом было показано, что такие соединения ингибируют присоединение вирусов ВИЧ к рецептору CD4 [34].

Далее...


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования