Учеными был проведен опыт: мышиные клетки заразили норовирусом. Чем больше черные точки отмечают комплексы репликации, или отсеки, которые вирусы создают для себя, чтобы скрыться от иммунной системы, а черные точки становятся всё меньше, тем слабее они показывают иммунные эффекторы, атакующие комплексы репликации.
Вирусы могут инфицировать все виды живых организмов, от человека до бактерий. Они успели распространиться так далеко и широко, потому что у них есть огромное количество «хитростей» для проникновения внутрь клеток и размножения. Некоторые вирусы могут вписывать генетический материал в организм хозяина, захватывая механизмы его клеток для размножения. Другие годами пролежали в камере в спящем режиме до тех пор, пока некоторые события не заставили их проснуться и вырваться из камеры, чтобы напасть на других.
Одна группа вирусов, называемая одноцепочечными вирусами РНК (+РНК), играет в прятки и пытается заразить хозяина. Вирусы иногда классифицируются по структуре их генетического материала – положительно-чувствительных одноцепочечных вирусов РНК имеют одну цепочку РНК, которая может действовать как посыльная РНК, указывающая клетке-хозяину, какие белки она может сделать, чтобы выжить. На эту группу приходится около трети всех известных вирусов, включая некоторые из наиболее известных, вызывающих такие заболевания, как: гепатит С, лихорадку Западного Нила, лихорадку Денге, вирус Зика и риновирусы (вирусы, вызывающие простудные заболевания).
Когда вирус +RNA попадает внутрь клетки, он манипулирует мембраной клетки, создавая небольшое отделение, называемое комплексом репликации. Это отделение помогает ему спрятаться от иммунной системы, чтобы он мог размножаться и заражать другие клетки.
Сынгмин Хван, доктор философии, доцент кафедры патологии Чикагского университета, изучает еще один распространенный вирус +РНК - норовирус.
Норовирус является основной причиной того, что мы называем "желудочным гриппом" или пищевым отравлением, особенно в зимние месяцы. В 2012 году, работая постдоком с мышиной версией норовируса, Хван обнаружил, что иммунная система может обнаружить репликационный комплекс, в котором вирусы скрываются внутри клеточной мембраны и атакуют ее. Тогда он точно не знал, как это работает, но при изучении других вирусов +РНК он видел то же самое: иммунная система каким-то образом смогла "увидеть" вирус в своем укрытии и пойти за ним.
В статье, опубликованной в журнале Cell Host & Microbe, Хван и его команда разгадывают еще одну загадку о том, как иммунная система может обнаружить эти репликационные комплексы. Камеры регулярно производят мусор, который необходимо выбрасывать или утилизировать. Они используют процесс, называемый аутофагией, для идентификации разбитых компонентов и неиспользуемых белков и упаковки их для утилизации. Клетки используют белки аутофагии для обертывания мусора в мембранно-подобную структуру, то есть в свой маленький контейнер для мусора, и маркируют его другим белком аутофагии, чтобы клетка знала, как его утилизировать.
Больше клеток, зараженных норовирусом.
Светящиеся зеленые точки - это белки аутофагии, которые помогают избавиться от клеточного мусора и определить места размножения вирусов, которые помечены красными флуоресцентными белками, чтобы помочь исследователям увидеть их.
В новом исследовании Хван и его команда обнаружили, что клетки используют те же белки аутофагии для выявления репликационных комплексов, в которых вирусы скрываются, чтобы иммунная система могла направить их против них. Это все равно что маркировать мусор для регулярной переработки, а некоторые из них - как опасные материалы для специальной обработки. Пока не ясно, как иммунная система различает обычный клеточный мусор и скрытые вирусы, но исследователи обнаружили, что этот же процесс работает и на других вирусах +RNA.
Узнать больше о том, как иммунная система идентифицирует определенные типы вирусов, может быть очень полезно для исследователей, разрабатывающих антивирусные препараты. Более интригующим, говорит Хван, является то, что другие патогены, не являющиеся вирусами, такие как паразиты, вызывающие токсоплазмоз и бактерии, вызывающие туберкулез, также создают отсеки внутри клеток, которые скрываются от иммунной системы. Если ученые смогут понять, как бороться с вирусами +РНК, это может привести к появлению новых способов борьбы с этими заболеваниями.
"У нас есть антибиотики широкого спектра действия для уничтожения бактерий, но для вирусов нет ничего подобного, потому что они знают, как выжить в нашем организме", - сказал Хван. "Если то, что мы нашли верно для всех других вирусов, однажды мы сможем найти решение, которое будет работать против всех положительных вирусов РНК и патогенов, скрывающихся внутри мембранных укрытий, потому что это их общая черта".