При новой коронавирусной инфекции врожденный иммунный ответ, в котором участвуют белки-интерфероны, оказывается намного слабее, чем при других ОРВИ. Выясняя механизмы этого явления, ученые предположили, что все дело во взаимодействии вируса с митохондриями – «энергетическими станциями» наших клеток
Митохондрии – это клеточные органеллы, в которых за счет окисления питательных веществ происходит синтез высокоэнергетического соединения (аденозинтрифосфата, АТФ), служащего универсальным источником энергии для биохимических процессов. При этом в митохондриях, как и в настоящих электростанциях, образуются «отходы» – в основном активные формы кислорода (АФК).
Долгое время считалось, что АФК являются лишь опасным побочным продуктом, повреждающим клеточные структуры и ускоряющим процессы старения. Но в последние десятилетия выяснилось, что эти соединения, включающие ионы кислорода, свободные радикалы и перекиси, играют важную роль в регуляции разных процессов, в том числе способствуют развитию интерферонового противовирусного иммунного ответа. Так что хорошая работа митохондрий обеспечивает одну из первых линий защиты от вирусов, включая SARS-CoV-2.
Так как известно, что коронавирусные белки способны взаимодействовать с митохондриями, появилось предположение, что SARS-CoV-2 может изменять работу митохондриальных генов. Ведь эти клеточные структуры, которые сегодня занимают до четверти всего внутриклеточного объема, имеют свой собственный геном, доставшийся им от предков – древних бактерий, научившихся использовать кислород для производства энергии, которые стали своего рода клеточными «симбионтами». Однако большая часть митохондриальных белков все же кодируется в клеточном ядре современных клеток.
Исследователи из Университета Южной Калифорнии (США) проанализировали имеющиеся сведения относительно молекул РНК, «считанных» с ДНК митохондрий, а также с ядерных генов, кодирующих митохондриальные белки. Эти данные были получены в результате исследования образцов ткани легких и жидкости, взятой при бронхоскопии, от больных COVID-19, а также образцов клеточных культур, зараженных SARS-CoV-2 или другими вирусами (респираторно-синцитиальным, гриппа типа A, парагриппа человека).
Оказалось, что SARS-CoV-2 подавляет работу генов ядерной ДНК, кодирующих митохондриальные белки комплекса I дыхательной цепи переноса электронов, которые необходимы для поддержания энергетического баланса. Это в целом может уменьшить «полезную» работу митохондрий, в том числе выработку АФК, нужных для борьбы с вирусом.
Но самое главное в том, что SARS-CoV-2 почти не влиял на уровень молекул РНК, считанных с ядерных генов, кодирующих белок MAVS. Этот белок, входящий в состав мембраны митохондрий, служит своего рода «сигнализацией», сообщая клетке о вирусной атаке, и таким образом координирует работу митохондрий и интерфероновый противовирусный ответ. В присутствии других вирусов активность гена MAVS и, соответственно, концентрация этого белка обычно снижается, что и вызывает усиление иммунного ответа.
Однако при заражении SARS-CoV-2 подобного не происходит, и иммунная реакция оказывается более слабой. Таким образом, MAVS представляет собой перспективную специфическую мишень для разработки терапевтических средств против COVID-19 и других коронавирусных инфекций.
Фото: https://www.flickr.com. Фибробласты (клетки соединительной ткани) мыши: зеленым цветом показаны митохондрии, синим – ядерная ДНК, красным – клеточный скелет. © ZEISS Microscopy
Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях!
Не забудьте поставить лайк и подписаться!
