Исследование показывает, как семейство вирусов проникает в клетки млекопитающих.
Учёные, занимающиеся вирусами животных, способными заразить человека, идентифицировали важнейший белок, который может помочь распространению семейства организмов под названием артеривирусы.
В новом исследовании учёными идентифицирован белок млекопитающих, приглашающий артеривирусы в клетки хозяина, чтобы те запустили инфекцию. Исследователи также обнаружили, что существующее моноклональное антитело, связывающее этот белок, защищает клетки от инфицирования вирусом.
Артеривирусы повсеместно циркулируют по всему миру среди множества типов млекопитающих, служащих в качестве природных носителей, таких как приматы, свиньи и лошади, но до сих пор они не были обнаружены у человека.
Исследователи стремятся лучше понять механизмы инфицирования артеривирусом, чтобы понять, насколько высок риск заражения ими человека, и какие подготовительные меры следует предпринять на тот случай, если такой перенос произойдёт в будущем.
«Важно принять во внимание, что, поскольку у нас нет опыта инфицирования человека артеривирусом, наш иммунитет изначально не обучен, поэтому мы не можем положиться на помощь имеющегося иммунитета», — говорит один из ведущих авторов Коди Уоррен, профессор-адъюнкт ветеринарных бионаук в Университете штата Огайо.
Уоррен руководил работой совместно с Адамом Бейли, адъюнкт-профессором патологии и лабораторной медицины в Висконсинском университете в Мэдисоне. Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Communications.
Многие естественные носители артеривирусов не показывают признаков заболевания, но вирус, инфицирующий свиней, способен приводить к пневмонии и выкидышам у свиноматок, а другие линии могут вызывать геморрагическую лихорадку и энцефалит, когда переходят от одного животного-носителя к другому.
Эти вирусы также обладают необычайной способностью поддерживать длительную инфекцию и становиться более вирулентными при обнаружении другого носителя, что даёт им время эволюционировать и повышать шансы на перенос.
Исследовательский коллектив поставил задачу обнаружить у животных белки, используемые артеривирусами в качестве рецепторов для доступа в клетки хозяина и производства собственных копий. Бейли воспользовался скрининговой технологией CRISPR-нокаут, чтобы идентифицировать специфические гены, которые при нарушениях делают клетки устойчивыми к вирусной инфекции.
Впоследствии такие клетки можно считать ключевыми для процесса инфицирования вирусом. Непредвзятый скрининг выявил два гена, FCGRT и B2M, белковые продукты которых соединяются, чтобы сформировать FcRn-рецептор (неонатальный Fc-рецептор), который экспрессируется на поверхности клеток.
Молекула FcRn-рецептора обладает специфической ролью в перемещении антител через плаценту к плоду, но он также присутствует в клетках иммунитета и клетках, покрывающих стенки кровеносных сосудов, при этом и те, и другие являются мишенью для артеривирусов.
Результаты этого исследования продемонстрировали, что FcRn используется для проникновения в клетки хозяина как минимум пятью артеривирусами, инфицирующими обезьян, свиней и лошадей, соответственно: три разные линии обезьяньих артеривирусов, вирус свиного репродуктивного и респираторного синдрома 2 (PRRSV-2) и вирус лошадиного артериита (EAV).
Нокаут основного компонента комплекса FcRn, гена FCGRT в клетках хозяина блокировал вирусную инфекцию, а предварительная обработка клеток моноклональным антителом, направленным против FcRn, защищала от инфицирования.
Также в этой истории присутствовал генетический курьёз: некоторые клетки млекопитающих были более чувствительны к инфицированию артеривирусом на основании различий их специфических для вида FcRn-последовательностей, что значит, что в некоторых случаях этот белок будет работать в качестве барьера для межвидовой инфекции.
«У шимпанзе и человека гены более-менее одинаковы, но последовательность этих генов слегка отличается, — говорит Бейли. — У всех млекопитающих присутствует FcRn-рецептор, но их способность поддерживать инфекцию определённым артеривирусом может отличаться».
CRISPR-скрининг также идентифицировал ген, кодирующий другой поверхностный белок, CD163, который Уоррен и коллеги ранее считали вахтёром, пропускающим артеривирус под названием вирус обезьяньей геморрагической лихорадки (SHFV), чтобы тот инфицировал клетку.
Серия экспериментов на различных типах клеток и с использованием многочисленных вирусных штаммов в новом исследовании показала, что CD163 действительно играет роль в инфицировании большинством артеривирусов, но он не может действовать в одиночку, также критическую роль в заражении клеток хозяина играет взаимодействие с FcRn.
«Понимание этих этапов заражения артеривирусом — важная веха в исследованиях», — говорят учёные.
«Если мы рассматриваем вирусную биологию, один из важнейших моментов, которые нам нужно понимать, это механизмы проникновения. Поскольку если вы способны лишить вирус возможности инфицировать клетку, препятствуя этому изначальному контакту вируса с рецептором, значит у вас имеется рабочая терапевтическая стратегия», — говорит Уоррен.
Одним из таких «препятствий» может быть блокировка рецептора, поэтому демонстрация того, что уже имеющееся моноклональное антитело может остановить инфицирование клеток вирусом — тоже плюс для учёных, исследующих вирусы сквозь призму готовности к пандемии.
«Если один из этих вирусов появится у человека, я полагаю, у нас будут большие проблемы, — говорит Бейли. — Такая у меня мотивация».
Автор — Эмили Колдуэлл (Emily Caldwell).
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Университетом штата Огайо (Ohio State University).
Вам также может быть интересно: