СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) является серьезным заболеванием иммунной системы. Смертельная и неизлечимая болезнь впервые появилась в западных странах в конце 1970-х годов. С тех пор СПИД превратился в глобальную эпидемию и, таким образом, сегодня считается одним из самых распространенных и изучаемых заболеваний.
Вирус вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет собой ретровирус (наследственный материал, который является одноцепочечной положительной РНК). Основными клетками этой клетки являются клетки CD4 и CCR5, однако рецепторы CD4 обнаруживаются не только в хелперных Т-клетках, но и в других связанных с иммунитетом клетках, таких как муцинозные макрофаги.
На стадии проникновения ВИЧ в организм вирус обнаруживает особое сродство к клеткам с рецептором CD4. В случаях, когда заражение происходит через кровь (например, при инъекциях наркотиков и сдаче крови), вирус может проникать непосредственно в Т-хелперные клетки. Когда инфекция возникает во время полового акта, вирус проникает в облитерированные клетки, расположенные под выстилкой носителей, несущих пол, рецептора CD4. Эти клетки пытаются бороться с вирусом и проглотить его. Вирус использует его, как троян, чтобы проникнуть в кровоток и затем заразить Т-хелперные клетки.
Иммунная система, пытаясь бороться с инопланетным захватчиком, начинает вырабатывать антитела к вирусу и рекрутировать различные типы клеток. Тем не менее, чем мощнее T-хелпер, активируемый для борьбы с вирусом, тем легче вирусу проникнуть в клетку. Способность организма к самообороне эффективно уничтожается вирусом, и пациент в конечном итоге умирает от болезней, с которыми организм обычно мог справиться, таких как грипп, пневмония и некоторые виды рака (особенно саркома, рак соединительной ткани).
Хотя эта болезнь все еще неизлечима, существуют лекарства, которые значительно продлевают жизнь пациентам и людям, живущим с этой болезнью от десяти до двадцати лет.
Поиск вакцины против СПИДа начался в 1984 году, когда идея, которой обычно руководствовались исследователи, заключалась в том, чтобы не дать вирусу проникнуть в его иммунную клетку. Однако вскоре выяснилось, что антиген (оболочка белка, которую представляет вирус) обладает способностью к модификации, превышающей то, что было известно до сих пор, и не способной иммунной системой реагировать на него.
В настоящее время исследователи сосредоточены на вакцине против ВИЧ, нацеленной на антиген gp120, обнаруженный в оболочке вируса. К сожалению, большое разнообразие в пространстве, которое представляет этот белок, очень затрудняет поиск единственной блокирующей молекулы. Команда из университета Гейдельберга, Германия, пытается решить эту проблему, используя компьютерную модель, которая учитывает пространственную конфигурацию (конфигурацию) сайтов связывания вирусного белка gp120. Цель исследователей - создать общую структуру для всех штаммов вируса, которые будут использоваться в будущем для разработки общей вакцины против СПИДа.
Предположение исследователей заключалось в том, что, несмотря на различные штаммы СПИДа, эпитоп (часть иммунной системы, идентифицируемая иммунной системой) является более консервативным в том смысле, что он связывается с той же областью и тем же сайтом, что и сайт человеческой T-хелперной связи. Используя предыдущую работу над различными штаммами вируса ВИЧ, исследователи смогли получить структуру скелета с короткими белковыми остатками, связанную с gp120, линкерным сайтом CD4, и построенную из 15 аминокислот. Остаточный скелет, изображенный на рисунке 1, был создан с использованием динамического молекулярного моделирования, позволяющего оседать строительным блокам. В космосе учитываются законы физического притяжения / отклонения.
Позже исследователи переключились на 3D-модели, которые дают конфигурацию пространства сайтов ссылок. 19 различных последовательностей из 8 штаммов ВИЧ были «одеты» на скелет, чтобы получить 19 площадей поверхности, которые отличаются по электрическому заряду и соотношению гидрофильности / гидрофобности. В результатах, показанных на рисунке 2, поверхность, обращенная к считывателю, представляет собой поверхность в точке соединения вирус-клетка, причем красный цвет обозначает отрицательный заряд, а синий - положительный. Вы можете ясно видеть, что молекулы сильно отличаются друг от друга, когда речь идет об электрическом заряде их поверхности. В то же время исследователи настаивали на том, что постоянные физико-химические свойства должны присутствовать в каждом белке и белке, чтобы обеспечить его идентификацию и подключение к одному и тому же сайту. Исследователи рассчитали средневзвешенное электрическое значение всей площади поверхности 4-CD, принимая во внимание топографию каждого сечения и сечения, и обнаружили, что различия между 19 штаммами стали незначительными.
Это исследование учит нас тому, что даже когда вирусы демонстрируют значительные различия между рядом штаммов, когда все они должны быть идентифицированы и соединены с одной молекулой, ожидается, что они будут представлять по крайней мере одну идентичную или близкую область. На самом деле это «ахиллесова пята» вируса СПИДа, потому что любое отклонение от этого воображения означает неспособность вируса соединиться с клеткой-мишенью и фактически прекратить выживать. Исследователи также пришли к выводу, что другой способ разработки вакцины против СПИДа основан на том факте, что, поскольку можно картировать различные области точки присоединения вируса, вакцина может состоять из большого количества антител для каждой пораженной области и каждого вируса. В любом случае, способ сделать эффективную вакцину от СПИДа далек от нас, по крайней мере, на 10 лет,
