Максим Франк-Каменецкий - Самая главная молекула. От структуры ДНК к биомедицине XXI века

В отсутствие вакцины врачи беспомощны в борьбе с вирусной болезнью. Неудивительно, что к началу 1990-х годов больные СПИДом потеряли надежду вылечиться. Люди были столь запуганы, что даже положительная реакция на ВИЧ уже расценивалась как смертный приговор. Во многих случаях такая реакция немедленно меняла весь стиль жизни человека задолго до появления первых симптомов СПИДа.

Несмотря на неудачи с вакциной, ученые не сдавались. Они поняли, что традиционными методами эту болезнь не одолеешь. Необходимо было найти принципиально новые способы борьбы с вирусной инфекцией. Было ясно, что такую труднейшую задачу можно решить только в результате воистину глубокого понимания всех стадий ВИЧ-инфекции. Надежда состояла в том, чтобы найти ахиллесову пяту у зловредного вируса и ударить по этому критическому звену с помощью специально разработанного лекарства.

Собственно говоря, такое уязвимое место у ВИЧ было обнаружено очень рано, как только выяснилось, что ВИЧ принадлежит к классу ретровирусов, у которых генетическим материалом является одноцепочечная РНК. Уже в 1987 году в борьбе со СПИДом стали применять производное дидезокситимидина (АЗТ), который ингибирует ревертазу. Поскольку важнейшей стадией вирусной инфекции в случае ретровирусов является синтез ДНКовой копии вирусной РНК, ожидалось, что ингибитор ревертазы предотвратит инфекцию. Хотя отчасти ожидания оправдались, АЗТ лишь замедлял протекание болезни, но не вылечивал от нее. Поначалу у пациентов, принимавших АЗТ, количество вирусов уменьшалось, количество Т-лимфоцитов (клеток-мишеней ВИЧ) росло, но затем все возвращалось на круги своя. Основная проблема опять же была в проклятой изменчивости ВИЧ: появлялись мутантные вирусы, устойчивые к АЗТ. Как только такой мутант появляется в организме пациента, АЗТ перестает помогать этому больному.

Ситуация напоминала ту, с которой врачи столкнулись, когда стали появляться штаммы бактерий, устойчивые к антибиотикам. Мы этой проблемы коснулись в главе 4 в связи с плазмидами. Отличие в скорости возникновения проблемы. В случае бактерий устойчивость к антибиотикам превратилась в серьезную проблему после десятилетий массового применения первого антибиотика, пенициллина. К тому времени были спасены многие миллионы жизней и были найдены новые, более мощные антибиотики, которые пришли на смену пенициллину. В случае со СПИДом устойчивость в АЗТ возникала в ходе лечения каждого больного.

Все же оставалась надежда, что комбинация ингибиторов ревертазы окажется более эффективной, чем один АЗТ, или что удастся найти новые лекарства, атакующие другие ферменты, необходимые ВИЧ для его размножения. Исследователи пошли обоими путями. Был разработан ряд новых ингибиторов ревертазы, отличных от АЗТ. Врачи стали прописывать больным различные комбинации ингибиторов, или, как их стали называть, «коктейли», пытаясь остановить размножение ВИЧ, пока не возникла устойчивость ко всему коктейлю. Успех оставался весьма ограниченным.

Истинный прорыв в борьбе со СПИДом наступил в середине 1990-х годов, когда к коктейлю стали добавлять принципиально новые лекарства – ингибиторы протеаз. В ходе детального изучения процесса развития ВИЧ в клетках больных исследователи столкнулись с необычным способом «созревания» белков оболочки ВИЧ, которые образуют капсулу для генетического материала вируса, молекулы РНК. Эти белки синтезируются на клеточных рибосомах в виде очень длинных полиаминокислотных молекул, представляющих собой тандем из нескольких белковых цепей. Затем специальная вирусная протеаза разрезает эти длинные цепи на отдельные белки. Если протеаза не работает, вирусные частицы не способны к «созреванию». Протеаза была подвергнута детальному изучению. Методом рентгеноструктурного анализа определили ее атомную структуру. После ряда неудачных попыток нескольким группам, работавшим в крупнейших фармацевтических компаниях, удалось разработать специфические ингибиторы протеазы ВИЧ.

В результате врачи получили в свое распоряжение два типа лекарств, которые ингибируют разные, но одинаково критические для размножения ВИЧ ферменты. По отдельности каждое из лекарств действует, но не предотвращает инфекцию ВИЧ. Но когда больные СПИДом стали принимать в течение продолжительного периода большие дозы коктейлей, содержащих разные пропорции обоих лекарств, количество вирусных частиц у пациентов резко снижалось, достигая уровня, когда их невозможно было детектировать. В течение 1996 года это чудо повторялось вновь и вновь с сотнями больных. Впервые такие коктейли применил Дэвид Хо в Центре по исследованию СПИДа в Нью-Йорке. Его успех вызвал такой всеобщий энтузиазм, что в 1996 году доктор Хо был избран журналом Time человеком года.