Помешать вирусам размножаться
Согласно исследованию, проведенному группой из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско, временное отключение синтеза одного белка внутри человеческих клеток может защитить от простуды, полиомиелита, энцефалита и других вирусных заболеваний. Результаты были получены на культурах человеческих клеток и проверены на мышах.
Острые респираторные вирусные заболевания (ОРВИ), не связанные с вирусом гриппа, чаще всего доставляют неудобства в течение одной недели. Они являются наиболее распространенными в мире инфекционными заболеваниями, которые экономике США обходятся примерно в 40 миллиардов долларов в год. Около половины всех простудных заболеваний является результатом риновирусных инфекций. Существует около 160 известных серотипов риновирусов. Из-за такого большого количества серотипов формирование стойкого иммунитета к риновирусам практически невозможно. Противовирусная терапия также неэффективна, так как риновирусы быстро приспосабливаются к условиям окружающей среды и становятся устойчивыми к лекарствам.
Исследователи нашли способ остановить размножение широкого круга энтеровирусов, включая риновирусы, отключив в клетках синтез белка, который, по-видимому, необходим всем энтеровирусам для репликации.
Известен и опасен
Один из самых известных и опасных энтеровирусов – это полиовирус. До появления эффективной вакцины в 1950-х годах в одних только Соединенных Штатах вирус вызывал паралич и смерть тысяч детей ежегодно. В 2014 году обнаружен новый тип энтеровируса, EV-D68, причастный к развитию острого вялого миелита. Другие энтеровирусы могут вызывать энцефалит и миокардит.
Как и все вирусы, энтеровирусы для размножения используют белки в клетках, которые заражают.
Чтобы понять, какие белки в клетках человека играют ключевую роль в репликации энтеровирусов, исследователи использовали специально разработанный геномный скрининг. Для этого они создали линию клеток человека, которые энтеровирусы могут заразить, а затем случайным образом отключали по одному гену в каждой из клеток с помощью техники редактирования генов. Полученная культура содержала в совокупности клетки, лишенные того или иного гена в геноме.
Ученые инфицировали культуру риновирусом RV-C15, который, как известно, усугубляет течение астмы у детей, а затем энтеровирусом EV-C68, вызывающим острый вялый миелит. В каждом случае некоторым клеткам удалось пережить инфекцию и породить колонии. Ученые смогли определить, какой ген в каждой выжившей колонии был выведен из строя. Хотя и RV-C15, и EV-D68 относятся к энтеровирусам, они различаются и нуждаются в разных белках внутри клетки-хозяина для репликации. Но отсутствие нескольких отдельных генов подавляло способность обоих вирусов проникать внутрь клеток и размножаться. Особенно выделялся один из этих генов, он кодирует фермент метилтрансферазу SETD3.
Ученые создали культуру клеток человека без гена SETD3 и попытались заразить их несколькими различными видами энтеровируса – EV-D68, полиовирусом, тремя различными типами риновируса и двумя разновидностями вируса Коксаки. Ни один из этих вирусов не мог реплицироваться в клетках с дефицитом SETD3.
Исследователи наблюдали 1000-кратное снижение показателя репликации вируса в клетках человека без SETD3 по сравнению с контролем. Нокаутирование SETD3 в эпителиальных клетках бронхов человека, инфицированных различными риновирусами и EV-D68, снизило репликацию примерно в 100 раз.
Устойчивые мыши
Модифицированные мыши с полным отсутствием SETD3 выросли до взрослых особей внешне здоровыми, сохранив фертильность. Однако они были невосприимчивы к двум различным энтеровирусам, вызывающим паралитический энцефалит, даже когда эти вирусы вводились непосредственно в мозг мышей вскоре после их рождения.
Метилтрансферазу SETD3 клетки используют для повседневной ферментативной активности. Ее отсутствие сделало невозможным репликацию энтеровирусов. Вместо этого они окружали белок, чье взаимодействие с частью молекулы SETD3 некоторым, еще неизвестным образом, необходимо для их репликации.
Полученные результаты дают надежду на то, что когда-нибудь получится разработать противовирусную стратегию не только для лечения ОРВИ, и, возможно, всех энтеровирусных заболеваний.
Статья J. Diep et al. Enterovirus pathogenesis requires the host methyltransferase SETD3 опубликована в журнале Nature Microbiology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford Medicine: In human cells and mice, a cure for the common cold, Stanford-UCSF study reports.