Još otkako su prvi slučajevi misteriozne bolesti ranih 1980-ih eksplodirali u pandemiji HIV/AIDS-a, istraživači su tražili načine da nadmudre smrtonosni virus. Sada zahvaljujući antiretrovirusnoj terapiji, ljudi koji žive sa HIV-om mogu živjeti relativno normalan život - sve dok uzimaju lijekove svaki dan.
"Ako ikada prestanu, virus se u kratkom roku oporavlja i resetuje na visoke nivoe viđene prije početka - a čini se da je to slučaj čak i nakon decenija terapije", kaže dr Mark Painter. D., diplomirani student na odsjeku za mikrobiologiju i imunologiju Medicinskog fakulteta Univerziteta Michigan.
Razlog je taj što se HIV može sakriti unutar ljudskog genoma, ležeći uspavan i spreman da se pojavi u bilo kom trenutku. Zbog toga se pravi lijek za HIV oslanja na buđenje latentnog virusa i njegovo eliminisanje prije nego što ima priliku ponovo zauzeti tjelesne ćelije, pristup poznat kao šok i ubijanje.
Radeći s timom pod vodstvom Kathleen Collins, M. D., Ph. D., krenuli su u pronalaženje oružja za ubijanje HIV-a ciljajući protein pod nazivom Nef. Godine 1998, Collins, koji je profesor interne medicine i mikrobiologije i imunologije, otkrio je da HIV koristi Nef kako bi izbjegao imunološki sistem tijela nadjačavajući funkcionisanje proteina na površini ćelije koji daje imunološkim ćelijama do znanja da je ćelija inficirana i potrebna eliminacija. Onemogućavanjem ovog proteina, nazvanog MHC-I, inficirane ćelije mogu da se razmnožavaju.
Istraživanje je pokušalo utvrditi postoji li lijek ili molekul koji je odobrila FDA već na tržištu koji bi mogao nadjačati Nef, obnoviti funkcioniranje MHC-I i omogućiti tijelu vlastiti imunološki sistem, posebno ćelije poznate kao citotoksični T limfociti, da prepozna ćelije zaražene HIV-om i uništi ih.
"Počeli smo da pregledamo biblioteku od 200.000 malih molekula i nismo otkrili da nijedan ne inhibira Nef," kaže Painter. Bez straha, prišli su Davidu Shermanu, dr. sa Instituta za prirodne nauke U-M, čija laboratorija proučava biosintezu prirodnih proizvoda iz mikroba, kao što su cijanobakterije.
"Često sintetičke molekule imaju prilično nisku molekularnu težinu, što znači da su prilično male. A ako trebate poremetiti veliku površinu proteina ili sučelje, kao što je s Nef-om, mali molekul neće raditi dobro ili na sve“, objašnjava Sherman. "Biblioteka prirodnih proizvoda poput one u LSI-u, s druge strane, imat će molekule s velikim rasponom težina i veličina."
Nakon skrininga oko 30.000 molekula, otkrili su da klasa molekula antibiotika nazvanih pleikomakrolidi inhibira Nef.
"Pleikomakrolidi se široko koriste u laboratorijskim eksperimentima kada želite da isključite lizozom. Zbog toga se smatraju toksičnim i rizičnim za upotrebu kao lijekovi, " kaže Painter. Lizozom je esencijalna ćelijska organela koja se koristi za razgradnju istrošenih dijelova ćelije, virusa i bakterija.
Međutim, tim je utvrdio da pleikomakrolid nazvan konkanamicin A inhibira Nef u mnogo nižim koncentracijama od onih potrebnih za inhibiciju lizosoma. "Kao jedinjenje olova za razvoj lijekova, prilično je uzbudljivo jer možemo koristiti vrlo nisku dozu i inhibirati Nef bez kratkoročne toksičnosti za stanice", rekao je Painter.
U eksperimentu dokazivanja koncepta, tretirali su HIV-inficirane ćelije koje eksprimiraju Nef konkanamicinom A i otkrili da su citotoksične T ćelije bile u stanju da očiste inficirane T ćelije.
"Bilo je izuzetno zahvalno za ovaj projekat, koji je počeo u mojoj laboratoriji prije više od deset godina da bi se konačno ostvario. Nadao sam se da ćemo pronaći nešto što funkcionira jednako dobro kao ovo jedinjenje, ali to nikada nije bila garancija da bismo zaista bili uspešni. Ova vrsta istraživanja je rizična, ali izuzetno važna zbog potencijalne nagrade", kaže Collins. Ali, dodaje ona, molekul još nije spreman da se koristi kao lijek za liječenje osoba zaraženih HIV-om. "Biće potrebno više istraživanja da bi se optimizirati smjesu. Morat ćemo dalje odvojiti moćnu inhibitornu aktivnost Nef-a od toksičnijeg efekta na lizozomalnu funkciju kako bismo ga učinili održivom terapijom."
Collins, Painter i njihove kolege nastavljaju rad na rafiniranju hemije konkanamicina A kako bi ga učinili još održivijim kao potencijalnom terapijom. Kada se kombinuje sa ART-om i budućim tretmanima koji šokiraju latentni HIV budni, Painter napominje da bi se terapija mogla koristiti za uklanjanje bilo kojeg preostalog virusa, u suštini izlečivši HIV.
