Czy będziemy w stanie leczyć AIDS?

W kołach zajmujących się zdrowiem publicznym odbywała się długotrwała debata na temat kwot wydawanych na badania poświęcone AIDS. Krytycy wskazywali na to, że liczba zgonów na AIDS na całym świecie dochodzi do około 550000 rocznie, co jest niewielką liczbą w porównaniu z innymi, bardziej znanymi chorobami, takimi jak zapalenie płuc (ponad 4 miliony), gruźlica (ponad 3 miliony) czy malaria (ponad 1 milion). Liczby te powodowały, że wielu ludzi (w tym i ja) kwestionowało olbrzymi budżet przeznaczony na badania AIDS, gdy innym, bardziej potężnym zabójcom poświęca się niewiele uwagi. Kiedy jednak dokładniej przyjrzałem się badaniom prowadzonym nad AIDS, zmieniłem zdanie. Powodem zmiany moich zapatrywań było to, że AIDS był pierwszą poważniejszą nową chorobą wirusową, która pojawiła się już po tym, jak naukowcy zrozumieli funkcjonowanie układów biologicznych na poziomie komórkowym. Ponieważ choroby wirusowe będą najprawdopodobniej stanowiły główne zagrożenie (niektórzy powiedzieliby nawet, że jedyne główne zagrożenie) dla przyszłych pokoleń, narzędzia, jakie zostały rozwinięte do walki z AIDS, nie tylko ulżą w dzisiejszych cierpieniach, lecz ustawią nas także w dobrej pozycji wyjściowej, gdy pojawią się na scenie nowi (i być może o wiele łatwiej rozprzestrzeniający się) zabójcy.

AIDS wywoływane jest przez drobnoustrój zwany wirusem niedoboru odporności człowieka (HIV – human immunodeficiency virus). Jednym z dotychczasowych wyników programu badawczego jest to, że HIV stał się najbardziej intensywnie badanym wirusem w historii. Mamy zadziwiająco szczegółowy obraz cyklu życiowego tego wirusa, wraz z listą „celów”, które mogą dać nam szansę na znalezienie sposobu leczenia tej choroby (a być może i szczepionki).

Wirus ma kształt kuli, a z jego zewnętrznej otoczki wystają kolce złożone ze zbioru skomplikowanych cząsteczek. Cząsteczki te dopasowały się do odpowiednich cząsteczek na powierzchni pewnej liczby komórek ludzkich, a co najważniejsze, do jednego z rodzajów limfocytu T ludzkiego układu odpornościowego. Jak żołnierz wyposażony w hasło osiąga linie wroga, tak wirus rozpoznawany jest przez limfocyt T jako „swój”. Następnie zewnętrzna osłonka wirusa zlewa się z błoną komórkową, umożliwiając materiałowi genetycznemu wirusa wtargnięcie do komórki. Materiał ten jest w kształcie ściętego stożka, utworzonego z białek zawierających dwa krótkie odcinki RNA (cząsteczki pokrewnej DNA) i trzy różne rodzaje protein ułatwiających reakcje, które następnie zajdą.

Gdy wirus znajdzie się już we wnętrzu komórki, zaczyna się powielać. Jeden zespół białek wirusa ułatwia reakcję zwaną odwrotną transkrypcją, w czasie której komórka wytwarza odcinki DNA według wzoru RNA wirusa. Te krótkie odcinki DNA (zawierające w sumie dziewięć genów) wędrują do jądra komórkowego, gdzie drugi zespół białek wirusa zespala je z własnym DNA komórki. W tym momencie mechanizmy chemiczne komórki zostają przez wirusa przestawione na wytwarzanie wielkiej ilości odcinków RNA i innych białek, które z pomocą trzeciego białka wirusa schodzą się razem i tworzą nowe wirusy, wydostające się przez błonę komórkową. W końcu wszystkie zapasy limfocytu T wyczerpują się na tworzenie nowych wirusów i komórka umiera. Układ odpornościowy pozbawiony limfocytów T zaczyna się chwiać.

Wiedza zebrana w poprzednich dwóch akapitach jest owocem ogromnego wysiłku badawczego społeczności biomedycznej. To zrozumienie cyklu życiowego HIV wskazuje drogi, jakimi możemy rozprawić się z chorobą. Występują tu dwie podstawowe strategie: możemy znaleźć sposób zniszczenia wirusa, gdy już działa w ludzkich komórkach (to znaczy znaleźć sposób leczenia AIDS), lub możemy starać się skłonić układ odpornościowy, aby był gotowy do zwalczenia wirusa (to znaczy wynaleźć szczepionkę przeciw AIDS). Prowadzone są intensywne badania w obu kierunkach.

Strategie leczenia koncentrują się na znalezieniu sposobów zablokowania krytycznych etapów cyklu życiowego HIV. Na przykład takie leki, jak zydowudyna (azydotymidyna – AZT) działają tak, by zablokować proces odwrotnej transkrypcji, w którym wytwarza się DNA. Leki te są tak podobne do cząsteczek normalnie włączanych do DNA, że przyjmowane są do łańcucha, lecz gdy się tam znajdą, blokują tworzenie się jakichkolwiek dalszych połączeń. Inne strategie, których testy kliniczne zakończyły się sukcesem, dotyczą prób blokowania wstawiania dodatkowych genów wirusa do DNA komórki, bądź gdy już zostaną tam wstawione, uniemożliwienia genom HIV dalszego funkcjonowania.

Głównym problemem we wszystkich sposobach leczenia (oraz ze szczepionkami, jeśli o nie chodzi) jest bardzo szybkie tempo mutacji wirusa HIV. Wydaje się, że w procesie odwrotnej transkrypcji występuje dużo błędów – za każdym razem, kiedy proces zachodzi, mamy trzy lub cztery „pomyłki” w powstającym DNA. Oznacza to, że każdy wirus wychodzący z komórki będzie różnił się odrobinę od wirusa, który do niej wszedł. To jest przyczyną tego, że w krwi pacjenta przyjmującego przez kilka miesięcy AZT zaczynają się pojawiać rodzaje wirusów odpornych na ten lek i dlatego również znanych jest tak wiele różnych gatunków tego wirusa.

Szybkie tempo mutacji znacznie utrudnia wytworzenie szczepionki przeciw HIV. Przedmiotem badań jest zastosowanie niektórych nieszkodliwych części wirusa (na przykład jednego z białek jego zewnętrznej otoczki) w celu wywołania odpowiedzi odpornościowej, tak by układ odpornościowy zlikwidował wirusa, zanim ten zyska jakiś punkt zaczepienia. Jednak podobnie jak ze zwykłym przeziębieniem, HIV zmienia się zbyt szybko, by można było uzyskać skuteczną szczepionkę.