HIV

Izvor: Wikipedija

VIRUS HUMANE IMUNODEFICIJENCIJE HIV:

HIV je klasificiran u Lentiviruse što je jedna od tri subfamilije retrovirusa. Karakteristično za lentiviruse je da su to spori virusi, što znači da se dugo zadržavaju u domaćinu i dovode do spore progresije u smrt. HIV ima samo 9749 nukleotida što ga klasificira u male viruse, ne samo u odnosu na ljudske ćelije koje imaju 3-3,5 biliona nukleotida nego i u odnosu na ostale viruse. Virus ima sferni oblik i sadrži dvostruki RNA genom. Kada uđe u ćeliju domaćina virus koristi enzim reverznu transkriptazu da svoj RNA genom konvertuje u DNA, koji sa zatim inkorporira u genom domaćina. Na taj način nastaje provirus. Reverzna transkriptaza nema visok procenat tačnosti tako da se mutacije dešavaju češće nago je uobičajno za DNA-RNA prepisivanje. Postoje dvije vrste (serotipa) HIV virusa, HIV1 i HIV2. HIV1 virus je više virulentan. Virusi slični HIV virusu su da sada pronađeni kod mnogih primata, što je dovelo do hipoteze da su isti prirodni rezervoar virusa.

RETROVIRALNI HIV GENOM:

Postoji najmanje devet prepoznatljivih gena u sklopu genoma HIV-a, ali tri najveće strukture su GAG, POL i ENV i upravo njihova interakcija razlikuje HIV od ostalih poznatih retrovirusa.  GAG gen (group specific antigens) kodira viralnu nukleokapsidu, ovaj gen kodira sintezu virusu sličnih čestica kada ostala dva gena POL i ENV nisu prisutni. Gubitak funkcija GAG gena rezultira nemogućnšću HIV-a da “pupa” iz ćelije domaćina. Zbog svoje važne funkcije GAG gen je okarakterisan kao “mašina za stvaranje dijelova virusnih čestica”  POL gen kodira HIV enzime kao što su proteaze, polimeraze, reverznu transkriptazu i integraze. Gubitak LTR u ovom genu zaustavlja virusni DNA splicing i onemogućava integraciju u ćelijski genom domaćina. Međutim integracija viralnog DNA genoma u genom domaćina nije esencijalna za replikaciju virusa, zato što i neintegrirana DNA sa nepotpunim LTR završetcima još može da proizvodi nove viruse.  ENV gen kodira glikoprotein omotača virusa gp160 koji se enzimskom putem cijepa na gp120 i gp41. Ovi glikoproteini budu integrisani u ćelijsku membranu domaćina i postaju virusna ovojnica u procesu pupanja virusa i njegovog završnog procesa maturacije. LTR (long terminal repeats) duge terminalne ponavljajuće sekvence, koje se nalaze na krajevima virusnog genoma i imaju ulogu u usmjeravanju postojećih enzima ćelije da kopiraju i vrše konverziju DNA integriranog provirusa u RNA.

REGULATORNI GENI:

Slijedeće strukture u okviru virusnog genoma koje je važno pomenuti su regulatorni geni. To su TAT, REV, NEF i VPU i drugi geni.

TAT je trans-aktivatorski gen i on je jedan od prvih gena u okviru virusnog genoma koji će biti prepisan. Ovaj gen kodira trans-aktivatorski protein koji se koristi u u procesu virusne replikacije.

REV je regulator virusne proteinske ekspresije. Ovo znači da će on odlučiti hoće li virus sintetizirati više regulatornih proteina ili više virion komponenti. Vjeruje se da REV proteini kontrolišu razvoj infekcije od perioda mirovanja do perioda aktivnog rasta virusa.

NEF je negativni regulatorni gen koji produkuje proteine koji se zadržavaju u citoplazmi blizu nuklearne membrane. Vjeruje se da ovaj gen čini ćeliju domaćina još više sposobnom za sintezu novih HIV viriona.

VPU gen kodira protein koji utiče na oslobađanje novih virusnih partikula iz inficiranih ćelija.

Ovi regulatorni geni imaju međusobnu interakciju na takav način da omogućuju virusu da se reprodukuje unutar ćelije domaćina godinama bez opasnosti od smrti svog domaćina.

REPLIKACIJSKI CIKLUS HIV VIRUSA:

Na površini plazmaleme svih živih ćelija postoje složene glikoproteinske strukture koje nazivamo receptorima. Postoje najmanje dvije vrste ovakvih receptora na površini T limfocita koji omogućavaju HIV virusu da se za njih pričvrsti. Prvi receptor važan za HIV je CD4 receptor na površini T-limfocita, a takođe je nađen na površini makrofaga i nervnih ćelija. Drugi transmembranski receptor je esencijalan da bi došlo do infekcije. Dakle poslije vezivanja gp120 i CD4 dolazi do slijedeće veze nazvane koreceptorska veza. Koreceptor može biti jedan od mnogih membranskih proteina što zavisi od vrste ćelije. Dva nejčešća koreceptora su CXCR4 koji se normalno nalazi na površini CD4 T ćelija i CCR5 koji se takođe nalazi na površini CD4 T limfocita, ali i na nekim makrofagima i dendritičkim ćelijama. U normalnim uslovima ova dva receptora omogućavaju ćelijama imunog sistema da reaguju na hemijske signale. U nekom slučajevima kada osobe imaju mutacije na ovim ko-receptorima virus nije u mogućnosti ostvariti puni spoj receptor-koreceptor, te ove ćelije neće biti zaražene virusom. Da bi HIV inficirao ćeliju T-limfocita neophodna su oba spoja receptor-antireceptor. Ćelije kod kojih je ovaj transmembranski receptor drugačiji mogu izbjeći infekciju virusom jer antireceptor virusa ne odgovara izmjenjenom transmembranskom receptoru. Tijesno pričvršćivanje virusnih čestica za receptore plazmaleme limfocita, omogućava fuziju virusa sa plazmalemom limfocita. Dva proteina gp120 i gp41 omogućavaju virusu da prepazna u koji tip ćelije treba da uđe. Ovi proteini strše iz HIV omotača i služe kao antireceptori CD4 receptorima T limfocita. Poslije ove faze ulaza virusa u ćeliju, virusna RNA se reverzno komplementarno transkribuje u DNA pomoću enzima reverzne transkriptaze. Bez ovog enzima genom HIV virusa ne bi bio u stanju da se inkorporira u genom domaćina te da se zatim reprodukuje. Međutim upravo ovaj isti enzim ponekad pravi greške čitajući RNA sekvence, rezultat ovih pogreški je taj, da svi virusi sintetiziranu unutar jedne ćelije domaćina nisu identični. Ova različitost se ogleda u malim promjenama u molekularnoj građi njihovih ovojnica i enzima. Slijedeća faza koja je karakteristična za replikacijski ciklus HIV virusa je faza integracije reverzno prepisane RNA sekvence u DNA. Za ovaj process integrisanja virusne DNA u DNA genom limfocita virus HIV posjeduje enzim integrazu. Ovako integriran virusni genom u genom domaćina nazivamo provirus. Sve dok je ovaj limfocit u stanju mirovanja ništa se ne dešava ni sa provirusom, ali kada se limfocit aktivira započinje i transkripcija viralne DNA u mnogobrojne kopije viralne RNA. Sada ova viralna RNA postaje kod za sintezu virusnih proteina i enzima i kasnije će biti upakovana u obliku novih HIV virusa. Slijedeća faza kerakteristična za replikacijski ciklus HIV-a je faza translacije. U RNA genomu HIV-a postoji 9 gena. Ovi geni imaju kod neophodan za sintezu proteina virusne ovojnice, kapside, transkriptaza, integraza i ključnog enzima proteaze. Kada je izvršena translacija virusne RNA u polipeptidne sekvence one imaju oblik dugih lanaca koji su sačinjeni od nekoliko različitih proteina (reverzne transkriptaze, proteaze, integraze). Prije nego ovi enzimi postanu aktivni, oni moraju biti isječeni iz dugog polipeptidnog lanca. Virusni enzim proteaza siječe dugi polipeptidni lanac na individualne enzimske komponente koje omogućavaju sintezu novih virusa. I konačno virusna RNA udružena sa proteinima kapside se pakuje i oslobađa sa površine limfocita, uzimajući i dio limfocitne membrane koja sadrži površinske virusne proteine odnosno dio membrane ćelije u kojoj su se razvijali. Ovi površinski proteini će se zatim povezati sa receptorima drugih ćelija imunog sistema uzrokukući tako konstantnu infekciju. Ovi novoproizvedeni virusi su često identični prvobitnom virusu od koga su nastali, ali u slučaju HIV-a ovi novi virusi pokazuju varijacije u molekularnoj strukturi površinskih i drugih proteina i enzima što jako otežava tretman.

HIV infekcija:

Prema UNAIDS-ovom izvještaju o pandemiji AIDS-a za 2005 g., u svijetu živi više od 45 milijuna ljudi zaraženih HIV-om. Brzina kojom se virus umnožava i velika sposobnost mutacije glavni su razlozi što svjetska epidemija ne jenjava. Akutna HIV infekcija prolazna je simptomatska bolest, koja često ostaje neprepoznata, a javlja se 2-4 sedmice nakon zaraze virusom. Znakovi i simptomi često su nespecifični, najčešće uz temperaturu, upalu ždrijela, osip, povećanje limfnih čvorova i glavobolju. Mogući su i simptomi zahvaćenosti bilo kojeg organskog sistema. Čest je nalaz smanjenog broja leukocita, trombocita i poremećaj jetrenih transaminaza. Od velike je važnosti ciljana anamneza te potvrda dijagnoze akutne infekcije određivanjem prisustva virusnih markera u krvi. Od trenutka zaraze, osoba postaje doživotni nositelj virusa i izvor zaraze. Vrijeme od infekcije do pojave prvih antitijela najčešće je jedan do tri mjeseca, rjeđe do šest. Stanje infekcije HIV-om bez simptoma može potrajati sedam do deset godina do pojave simptoma AIDS-a, od kojih su najčešći gubitak tjelesne težine više od 10 posto od normalne, temperatura viša od 38°C koja traje više od mjesec dana, dugotrajna i neobjašnjiva dijareja, gljivična infekcija usne šupljine i recidivi herpesa. Moguće su promjene na perifernom i centralnom živčanom sustavu. Krvne pretrage pokazuju smanjen broj svih vrsta krvnih stanica i povišene imunoglobuline. Nastaju infekcije s uzročnicima koji u imunološki zdravih ljudi inače ne izazivaju bolest. Sa savremenom, visoko aktivnom antiretrovirusnom terapijom počinje se najčešće kad broj CD4 T limfocita padne ispod 300 u mm3 krvi. Cilj je liječenja produžiti fazu HIV infekcije u kojoj još nema simptoma i vrijeme preživljenja. Terapija ima ozbiljnih nuspojava, a osnovni je nedostatak razvijanje otpornosti virusa, kad prestaje njihova učinkovitost.

NAÄŒINI PRENOSA HIV VIRUSA:

1.Seksualna transmisija – virus HIV se prenosi nezaštićenim seksualnim odnosom sa partnerom koji je inficiran virusom. Virus se prenosi putem krvi, sperme i vaginalnog sekreta.

2. Krv i derivati krvi – intravenski narkomani predstavljaju slijedeću veliku grupu zaraženih HIV virusom. Oboljeli od Hemofilije takođe predstavljaju rizičnu grupu, koji se inficiraju kroz kontaminiran faktor VIII koagulacije.

3. Vertikalna transmisija – procenat transmisije virusa sa majke na dijate je oko 15% u Evropi, pa do 50% u Africi. Vertikalna transmisija se može dogoditi transplacentarno prije rođenja, perinatalno za vrijeme porođaja i postnatalno za vrijeme dojanja novoređenčeta.

HIV VAKCINA

Razvoj HIV vakcine prate mnoge poteškoće. Sposobnost brze mutacije HIV virusa je jedna od najvećih prepreka stvaranju HIV vakcine. Kako se infekcija širi, proteini HIV antigena se mijenjaju brže nego što celularni i humorani imunitet mogu da odgovore na novi antigen. Iz ovog razloga vakcine zasnovane na jednoj lozi HIV-a nemaju efekta. Iz ovog razloga većina istaraživača je odustala od pokušaja da se proizvede ovakva vrsta vakcine. Međutitim na površini HIV virusa postoje određeni dijelovi koji nisu u stanju da mutiraju. Tako da bi antitjela proizvedena protiv ovih «konstantnih» regiona virusa mogla djelovati na sve loze HIV-a. Slijedeći faktor koji utiče nabrzinu istraživanja na ovom polju je taj da vakcina mora ispunjavato određene uslove. Mora da bude sigurna, oralno primjenjiva, jednodozna, stabilna, jeftina, da daje dugotrajan imunitet i da bude djelotvorna na sve loze HIV-a. Postoji teorija da bi se mogao proizvesti HIV virus koji bi se razmnožavao tako sporo, da ne bi bio opasan, nego bi inducirao celularni i humoralni imuni odgovor. Međutim ovdje postoji strah da bi kod nekih ljudi virus mogao da postane ponovo virulentan. Ovo se naziva reverzija.postoje i vektorske vakcine koje bi koristile druge viruse za unos određenih HIV gena u ćelije domaćina. Ovi geni bi producirali proteine koje kodiraju HIV geni, na koje bi imuni sistem stvarao antitjela i citotoksične ćelije, tako da bi bio spreman za susret sa HIV-om. DNA vakcine se sastoje u direktnom ubrizgavanju gena u stanice domaćina u nadi da će neke ćelije da «pokupe» ove gene. Kod vektorskih i DNA vakcina ne postoji opasnost od HIV virulencije jer bi se koristili samo određeni geni. Ali ovdje ostaje otvoreno pitanje koji geni da se koriste?