Однако пора бы и познакомиться с вирусом иммунодефицита человека поближе, а то как-то неловко получается – сплетничаем о незнакомом субъекте.
ВИЧ имеет сферическую форму. Это относительно крупный представитель семейства ретровирусов, диаметр его вириона составляет 110 нанометров.
Суперкапсид вируса утыкан шипами – 72 молекулами белка gp120, каждая из которых связана с внутримембранным белком gp41. Белок gp41, в свою очередь, связан с матриксным белком капсида р17МА. В результате такого взаимодействия белковых молекул суперкапсид получается прочным, обеспечивающим надежную защиту двум идентичным молекулам вирусной РНК, которые содержатся в конусовидном капсиде (можно говорить о двух молекулах РНК или об одной двунитевой молекуле РНК – и так, и этак будет правильно). В клетке с помощью обратной транскриптазы вирусная РНК превращается в ДНК-геном (или ДНК-провирус), который может вставляться в молекулы ДНК клетки-хозяина.
Схематическое изображение вириона ВИЧ в разрезе
Генетическое досье ВИЧ состоит из 9 генов, кодирующих синтез 9 структурных и 6 регуляторных вирусных белков.
Проникнув в организм, вирус ищет клетки, на мембранах которых есть белковый рецептор CD4. Этот рецептор, являющийся специфическим для ВИЧ, имеют Т-хелперы, макрофаги и моноциты. У Т-хелперов рецепторов CD4 очень много, и потому они особенно чувствительны к этому вирусу.
Однако, несмотря на всю свою любовь к рецепторам CD4, ВИЧ может поражать клетки, которые их не имеют, например клетки слизистой оболочки прямой кишки и сперматозоиды. Для прикрепления к таким клеткам ВИЧ использует другие мембранные рецепторы.
Главным резервуаром ВИЧ являются лимфатические узлы, в которых собрана основная масса Т-лимфоцитов, идеально подходящих для размножения вируса. На ранних этапах ВИЧ-инфекции Т-лимфоциты служат единственной мишенью для вируса, но постепенно вирус начинает проникать и в другие доступные ему клетки, в первую очередь в макрофаги. Надо сказать, что в макрофагах вирусу не удается вести себя так же разнузданно, как и в Т-лимфоцитах. В силу ряда причин, углубляться в которые не хочется, макрофаги играют роль надежного хранилища вируса, а не площадки для его активного размножения. Макрофаги более устойчивы, они не погибают от заражения, но начинают гораздо хуже исполнять свои обязанности.
Вирус распознает CD4-рецепторы и прикрепляется к ним с помощью своих шипов – молекул белка gр120. Затем в дело вступает второй суперкапсидный белок – gp41, который связывается с другим мембранным белком, обеспечивая тем самым слияние клеточной и вирусной мембран.
«Вдавившись» в клетку в составе пузырька, образованного клеточной мембраной, вирус встречается с лизосомой, поглощается ею и выходит наружу уже без суперкапсида. На пути к клеточному ядру разрушается капсид, высвобождая молекулы вирусной РНК, которые проникают в ядро вместе со своей «свитой» – комплексом из нескольких ферментов и молекулой РНК-праймера. «Свита» эта обитает в капсиде вместе с вирусной РНК.
Надо сказать, что в отличие от многих других вирусов, абсолютных халявщиков, у которых нет ничего своего, кроме генетического досье, ВИЧ в самом важном на клетку-хозяина не полагается.
Вирус имеет собственный праймер, к которому фермент ДНК-полимераза начинает присоединять нуклеотиды при создании молекулы ДНК. Полимеразам нужен фрагмент, начальная цепочка нуклеотидов, которую они станут дополнять. Сами по себе, «с нуля» полимеразы не могут начинать синтез.
Вирус имеет ДНК-зависимую ДНК-полимеразу, обратную транскриптазу и РНКазу, которая отщепляет ставший ненужным праймер от синтезируемой молекулы ДНК. Также он имеет протеазу, которая запускает и реализует процесс созревания вириона, и интегразу, которая обеспечивает включение провирусной ДНК в молекулу ДНК клетки-хозяина. Согласитесь, что своя команда надежнее чужой, на своих можно спокойно положиться.
Про «свою команду» это была шутка. Разумеется, вирус не руководствуется понятиями «свой фермент» и «чужой фермент», он вообще думать не умеет. Но, если серьезно, то чем меньше вирус зависит от клетки-хозяина, тем больше его шансы на выживание. В клетке в любой момент может произойти мутация, которая изменит нужный вирусу фермент и вирус уже не сможет в такой клетке паразитировать. Наличие собственного комплекта важных ферментов делает вирус менее зависимым от «прихотей» клеток-хозяев.
После того, как ДНК-провирус будет синтезирован, он встраивается в одну из хозяйских молекул ДНК (давайте вспомним, что у человека этих молекул 46) и какое-то время пребывает в неактивном состоянии. В таком состоянии провирус ведет себя как обычный клеточный ген, который при делении переходит в дочерние клетки. По сути дела, ВИЧ размножается даже и в неактивном состоянии, просто в этом случае не синтезируются капсидные белки и не образуются капсиды, размножается только вирусный генетический материал, эта бомба замедленного действия, которая может взорваться в любой момент.
«Тихое» вирусоносительство может продолжаться несколько лет. Важно понимать, что полностью неактивным ВИЧ никогда не бывает. Какая-то часть вирусов в организме активно размножается, поддерживая непрерывный и весьма интенсивный кругооборот вирионов.
[77]
Пребывание вирусного фрагмента в ДНК клетке никакого вреда не наносит. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) начинает развиваться только после массовой активации вируса, которая сопровождается массовым разрушением пораженных клеток.
Обратите внимание на такую вот «казуистику» – синдром приобретенного иммунного дефицита является состоянием, развивающимся на фоне ВИЧ-инфекции. Состоянием, но не болезнью в прямом понимании этого слова. Болезни приходят следом за ослаблением иммунитета.
ВИЧ существует в двух разновидностях – ВИЧ‐1 и ВИЧ‐2. По сути эти типы являются двумя разными вирусами, настолько много между ними отличий.
Во всем мире преобладает ВИЧ-1, когда говорят о ВИЧ без указания разновидности вируса, то имеют в виду ВИЧ‐1. Именно этот вирус был описан первым в 1983 году.
В свою очередь, ВИЧ-1 подразделяется на группы, основной из которых является группа М. Принято считать, что эти группы – M, N, O и P – образовались в результате независимых, отдельных друг от друга, случаев передачи вируса иммунодефицита обезьян от обезьяны к человеку. Впоследствии каждая из четырех групп мутировала до ВИЧ. Не надо удивляться тому, что четыре разных штамма вируса иммунодефицита обезьян эволюция привела «к единому знаменателю» – вирусу иммунодефицита человека, ведь все эти штаммы жили в одной и той же среде, в человеческом организме, и для всех них оказывались полезными одни и те же мутации.
