Химиотерапия вирусных инфекций

Широко распространенные в настоящее время химиотерапевтические препараты, в том числе антибиотики, оказались неэффективными (за редким исключением) при использовании их при лечении вирусных инфекций. Это прежде всего связано с отсутствием у вирусов собственных метаболических путей, ведущих к получению энергии и синтезу строительного материала. Поэтому нет ничего удивительного в том, что химиопрепараты, блокирующие опредегнные жизненно важные для того или другого микроорганизма ме-таболические реакции, точнее ферменты, катализирующие эти реакции, не оказывают ингибирующего действия на внеклеточные вирионы. В то же время различные вещества, являющиеся ингибиторами репликации ДНК или процессов транскрипции и трансляции информации на рибосомы, могут оказывать ингибирующее действие при репродукции вирусных частиц в клетке хозяина. Вследствие того что многие из этих веществ подавляют жизнедеятельность самой клетки, шх нельзя использовать в качестве химиотерапевтических средств. Как было указано, некоторые вирионы содержат в своем составе вирусос-эецифические ферменты или несут информацию, необходимую для аштеза ферментов в клетке хозяина, катализирующих реакции биосинтеза вирусспецифических продуктов (ферментов и строительных белков).

Изыскание ингибиторов данных реакций ограничено тем, что вирусспецифические ферменты имеют большое структурное и функциональное сходство с подобными ферментами (ДНК-полимераза, ДНК-зависимая РНК-полимераза и др.) клетки хозяина - они почти в одинаковой степени подавляются соответствующими ингибиторами. Однако, несмотря на упомянутые проблемы, в настоящее время получен ряд препаратов, которые по механизму противовирусного действия можно разделить на несколько групп.

Вирулоцидные препараты, действующие на внеклеточные вирионы. К ним относятся оксолин, действующий на риновирусы, герпесвирусы и миксовирусы, и тетрофеин, действующий на адено вирусы и герпесвирусы. Однако их применение ограничено, посколь ку эти препараты токсичны.

Препараты, блокирующие адсорбцию вируса на рецепторах клетки хозяина. На этой стадии используют так называемые «фальшивые рецепторы», представляющие собой структурные аналоги вирусных рецепторов, которые, адсорбируясь на рецепторах (лигандах) клеток, препятствуют тем самым адсорбции вируса. Пока известен только один такой аналог рецептору CD4, на котором адсорбируется ВИЧ.

Препараты, нарушающие процесс «раздевания» вирусов. К ним относится ремантадин, активный против вируса гриппа А.

Препараты, ингибирующие стадию сборки вирионов. Производные тиосемикарбазона. Лучший из них метисазон (марборан) является ингибитором вируса оспы.

Препараты - ингибиторы репликации - аналоги азотистых оснований, которые, встраиваясь в молекулу ДНК или РНК, блокируют работу полимераз. К ним относятся видарабин, который действует на ДНК-зависимую ДНК-полимеразу вируса герпеса. Препарат токсичен, используется только при тяжелых формах заболеваний. Ациклавир имеет тот же механизм действия. Наиболее широко используется при инфекциях, вызванных вирусом герпеса Эпштейна-Барр и герпесвирусами 6 и 7 типов.

Азидотимидин - аналог тимина, действует на обратную транскриптазу ретровирусов, в частности ВИЧ. Дидезоксицитадин - аналог азидотимидина. Оба препарата токсичны. К ингибиторам репликации относятся также аналоги фосфоновой кислоты, которые, необратимо связываясь с пирофосфатом, блокируют функцию ДНК-полимеразы.

Большой интерес вызывают соединения, связанные с комплементарными олигонуклеотидами, которые способны повреждать вирусные гены. Кроме того, заслуживает внимания изыскание ингибиторов протеолитической активации ряда вирусов, белки которых приобретают функциональную активность только после их протеолитического нарезания. К таким вирусам относятся пикорна-, тога-, ретровирусы. У орто- и пикорнавирусов, аденовирусов протеолитическому нарезанию подвергаются гликопротеины.

ВОПРОС 25

БАКТЕРИОФАГ (бактерии + греч. phagos пожирающий; син.: бактериальный вирус, фаг) - вирус, поражающий бактерии. Бактериофаг открыт в начале 20 в. английским бактериологом Туортом (F. W. Twort, 1915) и канадским ученым Д'Эреллем (F. H. d'Herelle, 1917). Бактериофаги широко распространены в природе. Везде, где имеются бактерии, удается обнаружить и паразитирующие в них бактериофаги. Фаги выделены также из грибов и микоплазм. Бактериофаги применяют для диагностики, профилактики и лечения нек-рых инфекционных болезней. Их используют также в молекулярной генетике в качестве удобной экспериментальной модели. Система фаг - бактериальная клетка является идеальным объектом для исследования взаимоотношений вируса и клетки (см. Опухоли).

Бактериофаги различаются по химической структуре, типу нуклеиновой к-ты, морфологии и характеру взаимодействия с микробной клеткой. Бактериофаги в сотни и тысячи раз меньше микробных клеток. Типичная фаговая частица похожа на головастика и состоит из головки и хвоста. Длина хвоста обычно в 2-4 раза больше диаметра головки. В головке содержится ДНК, окруженная белковой оболочкой - капсидом. Хвост представляет собой белковую трубку - продолжение белковой оболочки головки. Существуют также бактериофаги с коротким отростком, не имеющие отростка и нитевидные. В зависимости от типа нуклеиновой к-ты бактериофаги, как и другие вирусы, делятся на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Бактериофаги подобно другим вирусам являются абсолютными внутриклеточными паразитами, их размножение происходит в живой клетке. По характеру взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой различают вирулентные и умеренные фаги. Процесс взаимодействия вирулентного бактериофага с клеткой складывается из нескольких стадий: адсорбции бактериофага на клетке, проникновения в клетку, биосинтеза компонентов фага и их сборки, выхода бактериофагов из клетки. Первоначально бактериофаги прикрепляются к фагоспецифическим рецепторам на поверхности бактериальной клетки. Хвост фага с помощью ферментов, находящихся на его конце, <просверливает> оболочку клетки, сокращается и содержащаяся в головке ДНК инъецируется в клетку, при этом белковая оболочка бактериофага остается снаружи. Инъецированная ДНК подавляет клеточно-направленные синтезирующие механизмы клетки, заставляя их синтезировать ДНК и белки фага. Из образовавшихся в различных частях клетки в разное время фаговой нуклеиновой к-ты и белка формируются новые фаговые частицы. Затем происходит лизис клетки и освобождаются зрелые бактериофаги.

Умеренные бактериофаги инфицируют клетку, но не вызывают ее лизиса. При этом ДНК бактериофага, попавшая в клетку, встраивается в генетический аппарат клетки и передается по наследству от клетки к клетке. Подобное состояние фага называется профагом. Под действием различных факторов, а иногда спонтанно может происходить превращение профага в вегетативную форму, сопровождающееся размножением бактериофага, лизисом клетки и выходом бактериофагов из клетки.

Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так наз. типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида.

Выявить бактериофаги можно путем нанесения содержащего бактериофаг материала на плотные питательные среды, засеянные газоном чувствительной бактериальной культуры. В том месте газона, куда попал бактериофаг, образуется стерильное пятно или бляшка - зона лизиса бактерий газона вследствие размножения бактериофага. Количество образовавшихся негативных колоний бактериофага соответствует количеству бактериофагов в материале.

Бактериофаги находят широкое практическое применение. Одним из методов внутривидовой идентификации бактерий, имеющих значение для обнаружения эпидемической цепочки заболевания, является фаготипирование (см. Бактериологическое исследование). Бактериофаги применяют также для профилактики (фагопрофилактики) и лечения нек-рых бактериальных инфекций. В последнее время интерес к ним возрос в связи с широким распространением лекарственно-устойчивых форм патогенных и условно-патогенных бактерий. Препараты бактериофагов выпускают в виде таблеток, мазей, аэрозолей, свечей, в жидком виде. Употребляют их для орошения, смазывания раневых поверхностей, вводят перорально, внутривенно и т. д. Существуют следующие лечебно-профилактические фаги: стафилококковый, стрептококковый, дизентерийный, брюшнотифозный, сальмонеллезный, колифаг; протейный синегнойный; имеются также комбинированные препараты. Применяют фаги при кишечных инфекциях, стрептококковой ангине, стафилококковой инфекции, ожогах, травмах, осложненных гнойным воспалением. Эффективным является лечение фагами в сочетании с антибиотиками.

ВОПРОС 26

Вирус— субклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток организма. По природе вирусы являются автономными генетическими элементами, имеющими внеклеточную стадию в цикле развития. Вирусы представляют собой микроскопические частицы, состоящие из молекул нуклеиновых кислот — (ДНК или РНК, некоторые, например, мимивирусы, имеют оба типа молекул), заключённые в белковую оболочку, способные инфицировать живые организмы. Белковую оболочку, в которую упакован геном, называют капсидом. Наличие капсида отличает вирусы от вирусоподобных инфекционных нуклеиновых кислот — вироидов. Вирусы, за редким исключением, содержат только один тип геномной нуклеиновой кислоты. Классифицируют ДНК-содержащие вирусы и РНК-содержащие вирусы, на чем основана классификация вирусов по Балтимору. Ранее к вирусам также ошибочно относили прионы, однако впоследствии оказалось, что эти возбудители представляют собой особые инфекционные белки и не содержат нуклеиновых кислот.

Вирусы являются облигатными паразитами, так как не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы не проявляют признаки живого и ведут себя как частицы органических полимеров. От живых организмов-внутриклеточных паразитов отличаются полным отсутствием основного и энергетического обмена, и отсутствием сложнейшего элемента живых систем — аппарата трансляции (синтеза белка), степень сложности которого превышает таковую самих вирусов.

В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами или фагами). Несмотря на некоторые общие закономерности строения и стратегии развития (связанные с функциональной общностью), вирусы не имеют общего происхождения. Это подтверждается тем, что геномы вирусов, инфицирующих далёкие между собой группы организмов, структурно родственны, но притом имеют общую структуру генов и регуляторных элементов, кодируют структурно близкие белки, имеют общие механизмы регуляции экспрессии генов. Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Строение

Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих вокруг неё оболочку — капсид. Примером таких вирусов является вирус табачной мозаики. Его капсид содержит один вид белка с небольшой молекулярной массой. Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую; иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы. Примером сложно организованных вирусов служат возбудители гриппа и герпеса. Их наружная оболочка — это фрагмент ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

Роль вирусов в биосфере

Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионовчастиц на миллилитр воды), их общая численность в океане — около 4×1030 а численность вирусов (бактериофагов) в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высокаВ океане обитают сотни тысяч видов (штаммов) вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций некоторых видов живых организмов (например, вирус дикования раз в несколько лет сокращает численность песцов в несколько раз).