Ученые смогут заманивать вирусы в ловушку

Используя междисциплинарный подход, сотрудники из Центра BioQuant Гейдельбергского университета изучили финальные стадии проникновения вируса в клетку организма хозяина. В результате они описали ранее неизвестные механизмы, которые посодействуют разработке новых подходов к предотвращению инфекций.

Многие вирусы, поражающие человека, покрыты липидной оболочкой, содержащей гликопротеины, которые могут стыковаться с клетками человека. В таких вирусах, как грипп А, которые проникают через дыхательные пути, это шиповидные белки, которые в основном связываются с эпителиальными клетками в респираторных органах. Напротив, высококонтагиозный вирус лихорадки Эбола (EBOV) распространяется при прямом контакте с инфицированными биологическими жидкостями и может проникать в широкий спектр типов клеток. Чтобы высвободить свой геном в клетку-хозяина и размножиться, вирусы должны открыть поры между вирусной мембраной и мембраной клетки хозяина.

В борьбе с патогеном иммунная система человека пытается сорвать этот многоступенчатый процесс. Зараженные клетки чувствуют чужеродное присутствие и направляют еще неинфицированным клеткам молекулы интерферона. Это побуждает неинфицированные клетки вырабатывать небольшой специализированный белок, называемый интерферон-индуцированным трансмембранным белком 3 (IFITM3). Как объяснили биологи, IFITM3может эффективно предотвращать проникновение таких вирусов, как грипп A, SARS-CoV-2 и Эбола. Исследователи продемонстрировали, что при вирусе гриппа А IFITM3 избирательно сортирует липиды в мембране, что предотвращает образование пор «слияния».

«Вирусы буквально захватываются липидной ловушкой. Наши исследования показывают, что в конечном итоге они уничтожаются», — описывают процесс исследователи.

Они полагают, что для эффективной противовирусной терапии можно сконструировать пептиды, сортирующие липиды, которые встраиваются в мембрану и препятствуют проникновению вируса в клетку хозяина. Такие пептиды можно будет выпускать, например, в форме назального спрея.

Другое дело – EBOV: это высокопатогенный РНК-вирус, провоцирующий у зараженных тяжелые геморрагии. С помощью электронной томографии и компьютерного моделирования немецкие ученые обнаружили, что для успешного заражения EBOV необходимо разобрать специфическую белковую структуру. EBOV собираются в нитевидные вирионы, форма и стабильность которых определяются матриксным белком вируса-40 (VP40), а слияние вирусной и эндосомальной мембран опосредуется поверхностным гликопротеином.

Авторы исследования показали, что разборка VP40 предшествует слиянию мембран, в то время как целостность нуклеокапсида сохраняется до тех пор, пока не завершится проникновение вируса в клетку. Они считают, что блокада разборки этого слоя может быть одним из способов поддержания вирусов Эбола в состоянии, не допускающем образования пор слияния. Подобно вирусу гриппа А, вирус Эбола будет заманен в ловушку, из которой он уже не сможет выбраться.