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Integrase – Enzym, Funktion und HIV-Therapie

Die Integrase ist ein virales Enzym, das HIV ermöglicht, seine Erbinformation in das menschliche Erbgut einzubauen. Sie ist ein zentrales Angriffsziel moderner HIV-Therapien.

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Wissenswertes über "Integrase"

Die Integrase ist ein virales Enzym, das HIV ermöglicht, seine Erbinformation in das menschliche Erbgut einzubauen. Sie ist ein zentrales Angriffsziel moderner HIV-Therapien.

Was ist die Integrase?

Die Integrase ist ein Enzym, das von bestimmten Viren – vor allem vom HI-Virus (HIV) – produziert wird. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die virale Erbinformation (in Form von DNA) in das Erbgut der infizierten menschlichen Zelle einzubauen. Dieser Vorgang ist entscheidend für die Vermehrung des Virus im menschlichen Körper.

Wirkmechanismus

Nach dem Eindringen von HIV in eine menschliche Zelle durchläuft das Virus mehrere Schritte, bevor es sich vermehren kann:

Die virale RNA wird durch ein anderes Enzym (die Reverse Transkriptase) in DNA umgeschrieben.
Die Integrase schneidet dann spezifische Enden der viralen DNA ab – ein Schritt, der als 3´-Processing bezeichnet wird.
Anschließend katalysiert die Integrase die Strangübertragung (Strand Transfer): Die virale DNA wird in die chromosomale DNA der Wirtszelle eingebaut.
Die so entstandene integrierte virale DNA wird als Provirus bezeichnet und verbleibt dauerhaft im Erbgut der Zelle.

Das Provirus dient fortan als Vorlage für die Produktion neuer Viruspartikel und kann vom Immunsystem nicht mehr ohne Weiteres erkannt oder beseitigt werden.

Medizinische Bedeutung

Da die Integrase ein für den Menschen nicht vorkommendes Enzym ist, stellt sie ein ideales Angriffsziel für antivirale Medikamente dar. Wirkstoffe, die gezielt die Integrase blockieren, werden als Integrase-Inhibitoren oder Integrase-Strang-Transfer-Inhibitoren (INSTIs) bezeichnet.

Integrase-Inhibitoren in der HIV-Therapie

Integrase-Inhibitoren gehören heute zu den am häufigsten eingesetzten Medikamenten in der antiretroviralen Therapie (ART) gegen HIV. Sie blockieren den Strang-Transfer-Schritt und verhindern so, dass die virale DNA in das Wirtszellgenom eingebaut wird. Bekannte Wirkstoffe dieser Klasse sind unter anderem:

Raltegravir – der erste zugelassene Integrase-Inhibitor
Elvitegravir – häufig in Kombinationspräparaten eingesetzt
Dolutegravir – weit verbreitet wegen hoher Wirksamkeit und guter Verträglichkeit
Bictegravir – ein neuerer Wirkstoff mit langer Halbwertszeit
Cabotegravir – auch als injizierbares Langzeitpräparat verfügbar

Resistenzen

Wie bei anderen antiretroviralen Wirkstoffen kann HIV auch gegenüber Integrase-Inhibitoren Resistenzen entwickeln. Dabei kommt es zu Mutationen im Integrase-Gen des Virus, die die Bindung des Medikaments an das Enzym verringern. Neuere Wirkstoffe der zweiten Generation (z. B. Dolutegravir, Bictegravir) haben jedoch eine deutlich höhere genetische Resistenzbarriere und sind daher schwerer durch Mutationen zu umgehen.

Integrase bei anderen Viren

Integrase-ähnliche Enzyme kommen nicht nur bei HIV vor, sondern auch bei anderen Retroviren sowie bei bestimmten mobilen genetischen Elementen (sogenannten Transposons). Die Forschung an diesen Enzymen liefert wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung neuer antiviraler Therapien und für das Verständnis der Genomevolution.

Quellen

World Health Organization (WHO): Consolidated Guidelines on HIV Prevention, Testing, Treatment, Service Delivery and Monitoring (2021). Verfügbar unter: https://www.who.int
Engelman AN, Cherepanov P. The structural basis of HIV-1 DNA integration. Nature Reviews Microbiology, 2012; 10(4): 279-290. doi:10.1038/nrmicro2747
European AIDS Clinical Society (EACS): EACS Guidelines Version 12.0 (2023). Verfügbar unter: https://www.eacsociety.org

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