Как вирус, вызывающий желудочный грипп, пробирается в человеческие клетки

Исследователи выявили на молекулярном уровне, как астровирусы связываются с рецепторами на человеческих клетках, что может помочь разработать новые профилактические и терапевтические стратегии.

Ежегодно в мире более 200 000 детей заболевают вирусным гастроэнтеритом или желудочным гриппом. Астровирусы человека являются распространенной причиной таких инфекций, приводящих к диарее, тошноте, рвоте, лихорадке и болям в животе. Однако эти вирусы недостаточно хорошо изучены, что затрудняет разработку стратегий профилактики и лечения вирусных инфекций.

Недавно ученые под руководством Ребекки Дюбуа, молекулярного биолога из Калифорнийского университета, раскрыли взаимодействия, которые астровирусы человека используют для проникновения в организм и его инфицирования. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, могут помочь в разработке вакцин против астровирусов человека и антителотерапевтических средств. «Мы раскрыли действительно важную часть жизненного цикла вируса и теперь мы точно знаем, где именно происходит это важное взаимодействие вируса с рецепторами человека», - сказала Дюбуа. «Теперь мы можем разрабатывать вакцины, которые будут направлены на него и блокировать это взаимодействие».

В прошлом году, используя культивируемые клетки кишечника и кишечные органоиды, ученые обнаружили, что белки шипов человеческих астровирусов связываются с неонатальным Fc-рецептором (FcRn), который транспортирует антитела в желудочно-кишечном тракте. Однако точные молекулярные взаимодействия между вирусом и рецептором оставались неизвестными. Чтобы изучить этот вопрос, Дюбуа и ее коллеги создали рекомбинантные белки FcRn и шипа астровируса 1 человека и позволили им соединиться. Рентгеновская кристаллография белкового комплекса выявила три важнейших аминокислотных остатка в вирусном белке, которые взаимодействовали с рецептором. Их мутирование уменьшало связывание FcRn с вирусным белком, подчеркивая важность этих аминокислотных остатков.

Кристаллическая структура также показала, что вирус связывается с тем же участком на рецепторе, с которым связываются антитела для транспортировки в желудочно-кишечном тракте. «Вирус перехватывает путь, который люди используют в полезных целях, чтобы попасть внутрь клетки», - пояснила Дюбуа. «Я думаю, это одно из самых интересных открытий - мы обнаружили, как именно вирус использует этот рецептор, чтобы пробраться в наши клетки».

Лекарство под названием нипокалимаб, одобренное Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США и предназначенное для лечения миастении гравис, связывается с антителом, связывающим FcRn. Белок вирусного шипа не связывался с FcRn, предварительно инкубированным с нипокалимабом, что позволяет предположить, что этот препарат может быть использован для лечения человеческих астровирусных инфекций.