Вирусы, известные своей способностью скрываться и захватывать клетки хозяина, представляют серьезную угрозу для здоровья человека. Однако летучие мыши, являющиеся переносчиками множества вирусов, включая Марбург, Эболу и Нипа, редко страдают от этих патогенов. Как им это удается?
Когда вирус попадает в организм хозяина, он начинает захватывать его клетки. Вирус связывается с белком на поверхности клетки, известным как рецептор, который облегчает проникновение его генетического материала внутрь клетки. Затем вирус использует клеточный механизм для производства копий и сборки новых вирусных частиц.
Иммунная система хозяина реагирует на вторжение, атакуя инфицированные клетки в надежде остановить распространение вируса. Однако у летучих мышей этот процесс протекает иначе.
Летучие мыши обладают повышенной экспрессией противовирусных генов, которые нейтрализуют вирус до того, как он успевает распространиться. Эти гены имеют аналоги у людей, что позволяет ученым лучше понять механизмы защиты.
Врожденная иммунная система является первой линией защиты от вирусов, быстро реагируя на угрозы. Она выделяет сигнальные белки, цитокины, координирующие иммунный ответ и привлекающие дополнительные клетки. Если врожденного ответа недостаточно, активируется адаптивная иммунная система, адаптирующая атаки к патогену и ведущая учет прошлых инфекций.
Однако при некоторых инфекциях врожденный иммунный ответ может выйти из-под контроля, что приводит к цитокиновому шторму — опасному состоянию с перепроизводством цитокинов, повреждающих органы и здоровые ткани.
Чтобы понять, как клетки летучих мышей борются с вирусами, ученые исследовали их стволовые клетки и фибробласты — тип клеток, участвующих в формировании соединительной ткани.
При воздействии вируса SARS-CoV-2 на клетки летучих мышей в течение 48 часов, исследователи использовали метку зеленого флуоресцентного белка (GFP) для отслеживания активности вируса. Они обнаружили, что более 80% контрольных клеток, известных как высокочувствительные к SARS-CoV-2, продемонстрировали признаки репликации вируса. Напротив, фибробласты летучих мышей, даже с введенным человеческим рецептором ACE2, были способны реплицировать вирусную РНК и производить вирусные белки на гораздо более низких уровнях по сравнению с человеческими клетками. Однако эти фибробласты летучих мышей не смогли собрать вирусные белки в полностью инфекционные вирусные частицы, указывая на абортивную инфекцию.
Используя электронную микроскопию, ученые обнаружили, что в клетках летучих мышей отсутствуют особые структуры, называемые двухмембранными пузырьками (DMV), которые защищают вирусный геном в клетках человека. Когда исследователи изучили профили экспрессии генов фибробластов летучих мышей, они обнаружили, что, хотя и в клетках человека, и в клетках летучей мыши есть гены, регулирующие высвобождение цитокинов, эти гены уже включены в фибробластах летучих мышей даже до заражения вирусом.
Эти данные свидетельствуют о том, что клетки летучих мышей находятся в состоянии постоянной бдительности, что позволяет их врожденной иммунной системе остановить распространение вируса SARS-CoV-2 на ранних стадиях.
Исследование клеток летучих мышей открывает новые перспективы в борьбе с вирусными инфекциями. Понимание механизмов, позволяющих летучим мышам оставаться здоровыми, может помочь в разработке более эффективных вакцин и противовирусных стратегий.
Литература:
Punam Bisht et al, Abortive infection of bat fibroblasts with SARS-CoV-2, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2406773121