Знание-сила, 2001 № 08 (890)

Вторая половина успеха зависит от изменчивости. Вирусы способны менять свою «внешность» (то есть поверхность белкового футляра), после чего иммунная система хозяина перестает их узнавать. Таким качеством обладают, например, вирусы гриппа, сводя на нет эффект вакцинации. Поэтому часто бывает, что лекарства, нарушающие работу какого-либо белка, перестают действовать из-за «молниеносной» эволюции генов, перестраивающей этот белок. Возникают даже такие формы, которые могут нормально размножаться… только в присутствии данного лекарства. То есть они обладают зависимостью, которую В.И. Агол называет «вирусной токсикоманией».

Возможности для увеличения разнообразия у вирусов очень велики. Например, у вируса одной мутацией в среднем сопровождается создание каждой копии. А ведь всего одна зараженная клетка может дать многие тысячи вирусных частиц. Какой же урожай вариантов получается при атаке организма с его триллионами клеток! Немудрено, что среди мутантов появляются формы, устойчивые к любым лекарствам и проникающие через любой иммунитет, приобретенный при вакцинации. Но вирусы на этом не останавливаются. Для увеличения разнообразия у них есть еще один механизм, который активно провоцирует перестройки генома – путем рекомбинации при копировании РНК.

Нельзя умолчать еще об одном РНК-содержащем вирусе, тоже родом из Центральной Африки: о вирусе иммунодефицита человека (ВИЧ). Относится он к группе, имеющей огромное значение для эволюции, – к ретровирусам. А значение заключается в том, что ретровирусы обладают способностью изменять «святая святых» живой материи – генетический код хозяина. Особый фермент ревертаза позволяет им синтезировать ДНК на основе вирусной РНК. Так в клетке появляется «лжепрограмма» (провирус), которая изменяет геном гораздо сильнее, чем это возможно при «нормальной» эволюционной изменчивости. Нередко ретровирусы (например, хорошо изученный вирус саркомы Рауса) провоцируют образование опухолей.

В организме человека ретровирус ВИЧ поражает только определенные клетки – так называемые Т4-лимфоциты, связываясь с особым белком мембраны. На беду, именно эти клетки играют основную роль в управлении иммунной системой. Внедряясь, вирус вводит свою РНК, па матрице которой синтезируется ДНК провируса, чтобы затем встроиться в геном клетки-хозяина. В этом качестве ВИЧ может присутствовать в организме до десяти лет, никак себя не проявляя. Но если под действием каких-то других инфекций лимфоциты активизируются, встроенный участок «просыпается» и начинает активно синтезировать частицы ВИЧ. Тогда вирусы разрушают мембрану и убивают лимфоциты, что приводит к разрушению иммунитета. Коварство ВИЧ в его необычайно высокой способности к мутациями – что делает невозможным создание эффективной вакцины и универсального лекарства.

Но неужели у ВИЧ нет уязвимых мест? Есть, как и у всякой формы жизни. Профессор В.А. Островский из Санкт-Петербурга называет две главные мишени ВИЧ, на которые следует нацеливать лекарства от СПИДа. Первая мишень – уже упомянутый фермент ревертаза (или обратная транскриптаза). Ее можно поразить, если при синтезе ДНК провируса ввести в клетку «бракованный» нуклеотид, который застопорит процесс. Сегодня создано множество вариантов таких «аномальных» нуклеотидов, играющих роль «троянского коня» для ВИЧ. Это решение раскрывает суть нового направления науки, которое биохимик, профессор Д.Г. Кнорре называет антисмысловой технологией. Раз вирус вносит чужеродную информацию, «лжепрограмму», следует ответить ложью на ложь, создав помехи для работы этой программы. Например, ввести синтетический участок нуклеиновой кислоты, комплементарный важному участку вирусного генома.

Вторая мишень ВИЧ – фермент протеаза, которая «нарезает» короткие полипептидные цепи на этапе сборки вирусных частиц. Препараты, подавляющие этот процесс, относятся к новому поколению лекарств. Их задача – разрушить структуру протеазы. Этот фермент напоминает две кисти рук. сплетенные пальцами. Процесс его сборки можно «обмануть», предложив вместо второй «кисти» молекулярную подделку. Говорят, создание таких молекул сродни труду скульптора.

Сегодня на рынке лекарств есть те и другие препараты, и их применение (особенно в комплексе) дает неплохой эффект. Благодаря им СПИД уже не столь грозен, как раньше. Проблема в другом: полный курс терапии необычайно дорог – иногда до сотни тысяч долларов. Это лишает шансов на полноценное лечение пациентов из развивающихся стран, где сосредоточено большинство (около 80%) ВИЧ-инфицированных людей. Сегодня ВИЧ унес уже больше жизней, чем две мировые войны XX века, и ежедневно поражает порядка 10 тысяч человек.

Вирусы в эволюционном космосе