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Die Wende kam mit HIV

Antivirale Arzneimittel

Ausgeklügeltes Programm

Stellvertretend für ganz viele Viren, die sich teilweise drastisch unterscheiden, stellen das humane Immundefizienz-Virus HIV und das Hepatitis-C-Virus (HCV) zwei relevante Virustypen dar, die für die Entwicklung von Virustatika enorm wichtig waren.

Beide Virustypen besitzen ein RNA-Genom. Dennoch sind sie sehr verschieden. Während HIV als Retrovirus (genauer gesagt, ein Lentivirus) klassifiziert ist, handelt es sich bei HCV um ein Flavivirus.

Ein kurzer Blick in den Vermehrungszyklus der beiden Viren verdeutlicht relevante Unterschiede (siehe Grafik).

HIV

  • Ein HI-Virus gelangt über den CD4-Rezeptor ins Zellinnere der T-Helferzellen, die nahezu die einzigen Zellen sind, die ein HI-Virus infizieren kann. Dabei verschmilzt die Membran, die das Virus umhüllt, mit der Plasmamembran der Zelle.
  • Danach entlässt das Virus sein RNA-Genom aus der schützenden Proteinhülle. Dann wird die RNA in eine DNA umgeschrieben. Das ist ein so bemerkenswerter Prozess, dass sich von diesem Prozess der Name »Retroviren« für diese Viren ableitet. Das Enzym, das nämlich DNA-Synthese ausgehend von der viralen RNA-Matrize katalysiert, ist die HIV-Reverse Transkriptase, eine RNA-abhängige DNA-Polymerase. Ein solches System war bis dato unbekannt. Es kommt in dieser Form in keiner lebenden Zelle, sondern nur in Retroviren vor. Eine ideale Zielstruktur also, um dagegen Wirkstoffe zu entwickeln.
  • Im nächsten Schritt wird die DNA-Kopie in das Genom der infizierten Zelle integriert. Auch für diesen Teilschritt existiert in der infizierten Zelle kein Enzym. Das virale Programm enthält jedoch die Information für das erforderliche Enzym, das als Integrase bezeichnet wird. Auch hier kann eine sehr spezifische Intervention ansetzen.
  • Nun wird die genetische Information von der normalen Biochemie der infizierten Zelle abgelesen und die gebildete Messenger-RNA (mRNA) an den Ribosomen in Protein umgeschrieben. Dabei entsteht ein großes, virales Protein, das in dieser Form funktionslos ist. Erst durch einen Prozessierungsschritt, der von einer viralen HIV-Protease katalysiert wird, entstehen funktionsfähige Proteine. Dabei handelt es sich um die bereits erwähnten viralen Enzyme und um Proteine, mit dem das Virus sein RNA-Genom in neuen Viruspartikeln schützt.

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