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HIVのライフサイクルを理解することで、HIVの治療に使用する薬を開発することが可能になりました。これにより、ウイルスがどのようにして自分自身のコピーを作成するかを特定でき、そのプロセスをブロック(または抑制)する方法を開発することができます。HIVライフサイクルは通常、ウイルスの宿主細胞への付着から新しい自由循環HIVウイルス粒子の出芽まで、7つの異なる段階に分けられます(写真の)。ステージの概要は次のとおりです。
- ウイルス付着
- バインドと融合
- ウイルスのコーティング解除
- 転写と翻訳
- 統合
- アセンブリ
- 成熟と発芽
ライフサイクルの任意のステージを中断すると、次のステージが発生しないため、ウイルスが増殖および拡散することが不可能になります。
ウイルスの添付
HIVが体内に侵入すると(通常は性的接触、血液への曝露、または母子感染により)、繁殖するために宿主細胞を探します。この場合の宿主は、免疫防御のシグナル伝達に使用されるCD4 T細胞です。
細胞に感染するために、HIVはロックアンドキータイプのシステムを介して感染する必要があります。キーはHIVの表面にあるタンパク質で、CD4細胞の相補的なタンパク質に、キーが錠に合うように付着します。これは、 バーチャルアタッチメント.
ウイルスの付着は、Selzentry(マラビロック)と呼ばれる侵入阻害剤クラスの薬剤によって阻止できます。
バインディングとフュージョン
細胞に付着すると、HIVは自身のタンパク質をT細胞の細胞液(細胞質)に注入します。これにより、細胞膜がHIVビリオンの外被に融合します。これは、 ウイルス融合。融合すると、ウイルスは細胞に侵入することができます。
Fuzeon(エンフビルチド)と呼ばれる注射可能なHIV薬は、ウイルスの融合を妨げることができます。
ウイルスのアンコーティング
HIVは、その遺伝物質(RNA)を使用して、宿主細胞の遺伝的機構を乗っ取ることによって繁殖します。そうすることで、それはそれ自身の複数のコピーを作り出すことができます。呼ばれるプロセス バイラルコーティングの除去、RNAを囲む保護コーティングを溶解する必要があります。このステップがなければ、RNAからDNA(新しいウイルスの構成要素)への変換は起こりません。
転写と翻訳
細胞に入ったら、HIVの一本鎖RNAを二本鎖DNAに変換する必要があります。それは呼ばれる酵素の助けを借りてこれを達成します 逆転写酵素.
逆転写酵素は、T細胞からの構成要素を使用して、文字通り遺伝物質をRNAからDNAへと逆に転写します。 DNAが変換されると、遺伝的機械にはウイルスの複製を可能にするために必要なコーディングが備わっています。
逆転写酵素阻害剤と呼ばれる薬は、このプロセスを完全にブロックすることができます。ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤(NRTIs)、ヌクレオチド系転写酵素阻害剤(NtRTIs)、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤(NNRTIs)の3種類の薬物には、発生中のDNAに挿入するタンパク質の模造品に欠陥があります。そうすることで、二本鎖DNA鎖を完全に形成することができず、複製がブロックされます。
Ziagen(アバカビル)、Sustiva(エファビレンツ)、Viread(テノホビル)、およびPifeltro(ドラビリン)は、HIVの治療に一般的に使用される逆転写酵素阻害剤のほんの一部です。
統合
HIVが宿主細胞の遺伝子機構を乗っ取るためには、新しく形成されたDNAを細胞の核に統合する必要があります。インテグラーゼ阻害剤と呼ばれる薬物は、 統合段階 遺伝物質を転送するために使用されるインテグラーゼ酵素をブロックすることによって。
Isentress(raltegravir)、Tivicay(dolutegravir)、Vitekta(elvitegravir)は、一般的に処方される3つのインテグラーゼ阻害剤です。
アセンブリ
統合が行われると、HIVは新しいウイルスを組み立てるために使用するタンパク質ビルディングブロックを製造する必要があります。それは、タンパク質をより小さなビットに細断し、そして断片を新しい完全に形成されたHIVビリオンに組み立てるプロテアーゼ酵素でそれを行います。プロテアーゼ阻害剤と呼ばれる薬物のクラスは効果的にブロックすることができます 組立工程.
Prezista(ダルナビル)とReyataz(アタザナビル)は、ウイルスのアセンブリを防止できる新しいクラスのプロテアーゼ阻害剤の2つです。
成熟と発芽
ビリオンが組み立てられると、それらは成熟したビリオンが感染した宿主細胞から文字通り出芽する最終段階を通過します。自由循環に解放されると、これらのビリオンは他の宿主細胞に感染し、複製サイクルを再び開始します。
を防ぐことができる薬はありません 成熟と発芽プロセス.
ウイルス産生宿主細胞の平均寿命は約2日と短い。感染した各細胞は、失敗して死ぬまでに、平均で250個の新しいHIVウイルス粒子を産生する可能性があります。