Нейтроны и лекарство от ВИЧ

По-видимому, при антиретровирусной терапии, которая является ключевой при лечении ВИЧ заболеваний, уверенность в действии некоторых элементов во многом была основана на спасительном незнании.

Воспроизводится ВИЧ, принуждая Т-лимфоциты иммунной системы создавать свои копии, до тех пор, пока не умирает лимфоцит. Когда последним нанесен такой урон, что человек становится уязвимым к даже к не патогенному возбудителю, наступает самая реальная угроза жизни.

Эту болезнь лечат антиретровирусными препаратами. Этот коктейль состоит из ингибиторов обратной транскриптазы, которые не дают воспроизводить ВИЧ собственный генетический код при помощи ингибиторов протеазы и Т-лимфоцитов. Ингибиторы протеазы прикрепляются сами к энзимам ВИЧ-1, после чего те уже не могут начать обхаживать ещё и Т-лимфоциты.

Для проверки эффективности работы Т-лимфоцитов ученые использовали рентгеноструктурный анализ процесса, при котором ингибитор прикрепляется к энзиму ВИЧ-1, и как эффективно и правильно он исполняет свою роль. Плохо только то, что основная связь при соединении ингибитора — водородная. А рентгеновское исследование показывает, что лучи рассеиваются непременно на электронах, коих в водородной связи раз-два — и обчёлся. Чтобы рассмотреть такую связь, потребовалось высочайшее разрешение рентгеновской кристаллографии, на данный момент весьма труднодоступное.

Именно по этой причине Андрей Ковалевский, работающий в Оук-Риджской национальной лаборатории (США), совместно со своими коллегами использовал немного иной подход для изучения связи протеазы ВИЧ-1 и ингибитора — нейтронную кристаллографию. В отличие от лучей рентгена, нейтроны рассеиваются не на электронах, а на ядрах атомов. А для них ядро водорода подходит также, как и ядро более тяжёлого элемента.

Пришлось пройти несколько трудоёмких промежуточных шагов, выращивая кристаллы больших размеров, которые содержат протеазу и ингибитор. На сегодняшний день на аппаратуре нейтронные пучки не такие мощные, как рентгеновские установки. С этим и связана потребность в больших кристаллах.

В конечном итоге появились данные, очень расходящиеся с предшествующими данными рентгеновской кристаллографии. Вместо предполагавшихся 7 водородных связей протеазу и ингибитор связывали в каждом случае 4, а 2 из них были довольно-таки слабыми.

Андрей Ковалевский считает, что, на основе этих опытов можно создать лекарство, которое будет показывать лучшее взаимодействие с протеазой ВИЧ-1. Нейтронная кристаллография раскрыла свои самые сильные стороны. Более подробный отчёт об этих исследованиях можно прочесть в Journal of Medicinal Chemistry.