Das Humane Immunschwächevirus (HIV), das das erworbene Immunschwäche-Syndrom (AIDS) verursacht, ist eine komplexe Krankheit, die es zu bekämpfen gilt. Anti-HIV-Medikamente zielen auf spezifische Eigenschaften des Virus ab. Da das Virus leicht mutiert, können sich diese Eigenschaften ändern und es kann zu einer HIV-Arzneimittelresistenz kommen. Die hohe Mutationsrate bedeutet, dass eine Person, die HIV hat, nicht nur einen Virusstamm trägt. Die unzähligen Virusstämme haben alle unterschiedliche Eigenschaften und alle können das Potenzial haben, sich an Medikamente anzupassen.
Das Virus besteht aus Ribonukleinsäure und gehört zu einer Gruppe von Viren, die Retroviren genannt werden. Es enthält nicht genug genetische Informationen, um sich selbst zu reproduzieren, also nutzt es die Maschinerie der Wirtszelle. Das virale Genom produziert essentielle Proteinprodukte. Die Virusgene sind anfällig für Mutationen, und diese Sequenzänderungen können zu veränderten Proteinprodukten führen. Diese veränderten Proteinprodukte sind wichtig bei der HIV-Arzneimittelresistenz.
HIV-Medikamente zielen auf bestimmte Stellen auf Viruspartikeln oder auf deren genetischen Produkten. Wichtige Angriffspunkte für Medikamente sind die vom Virus produzierten Enzyme. Ein wesentlicher Bestandteil der HIV-Replikation ist beispielsweise das Enzym Reverse Transkriptase. Dieses Enzym nutzt die Maschinerie der Wirtszelle, um sich selbst zu reproduzieren. Ein weiteres wichtiges Enzymziel ist die Protease, die lange virale Proteinketten in nützliche Produkte wie Reverse Transkriptase und Strukturmoleküle zerlegt.
Ein wirksames Wirkstoff-Targeting-System bindet an das aktive Zentrum des Enzyms und verhindert, dass es die Replikation durchführt. Eine genetische Mutation im viralen Genom kann eine veränderte Version dieses aktiven Zentrums erzeugen. Das Medikament kann dann möglicherweise nicht an die Stelle binden und das Enzym blockieren.
Ein weiterer Mechanismus der HIV-Arzneimittelresistenz besteht darin, die Struktur eines Arzneimittels so zu verändern, dass es unbrauchbar wird. Zum Beispiel kann ein Medikament auf das Genom des Virus abzielen, um zu verhindern, dass die Gene exprimiert und essentielle virale Proteine hergestellt werden. Mutationen im Genom können die Bindungsstelle für das Medikament unkenntlich machen. Ein mutiertes Genom kann auch Enzyme produzieren, die die Struktur des gebundenen Arzneimittels verändern können, was es für die Genexpression unschädlich machen kann.
HIV-Behandlungsschemata verwenden im Allgemeinen eine Kombination von Medikamenten, um das Fortschreiten der HIV-Infektion zu kontrollieren. Selbst drei oder mehr Medikamente können nicht jeden der vielen Stämme ausrotten, die in einer infizierten Person vorhanden sind. Die Mutationen, die die Wirkung des Medikaments verhindern, können bereits in Virusstämmen vorhanden sein, und wenn anfällige Stämme abgetötet werden, übernehmen die resistenten Stämme und vermehren sich.
Zwei Viruspartikel können während der Replikation auch genetisches Material austauschen, wodurch ein neues Virus entsteht, das möglicherweise gegen Medikamente resistent ist. HIV-Arzneimittelresistenz kann sich entweder bei einer infizierten Person entwickeln, was als erworbene Arzneimittelresistenz bekannt ist, oder von einer Person auf eine andere übertragen werden, was als übertragene Arzneimittelresistenz bekannt ist. Die Nichtbefolgung eines Medikamentenschemas kann die Entwicklung von Medikamentenresistenzen begünstigen.