Uodų plintantys virusai gali sukelti daugiau nei karščiavimą ir sąnarių skausmą. Sunkiais atvejais jie įsiveržia į smegenis, sukeldami traukulius, encefalitą, ilgalaikį atminties praradimą ir kartais mirtį. Tačiau naujojo UCLA tyrimo dėka tyrėjai atskleidė, kaip kai kurie iš šių virusų pažeidžia smegenų gynybą ir nurodo jų laikymo būdus.
Tyrimas, paskelbtas Ląstelių ataskaitosdėmesys sutelkiamas į Sindbis virusą-santykinai lengvą patogeną, kurį mokslininkai naudoja kaip saugų pavojų pavojingesniems uodų plintantiems virusams, tokiems kaip Chikungunya.
Naudodama kamieninių ląstelių pagrindu pagamintą žmogaus kraujo-smegenų barjero modelį, sukurtą kartu su Floridos valstijos universiteto bendradarbiais, UCLA komanda palygino du glaudžiai susijusias Sindbis padermes-vieną smegenų sukeliančią ir vieną ne-ir nustatė, kad nedideli viruso paviršiaus baltymų pokyčiai, vadinami glikoproteinais, diktuoja, ar virusas gali kirsti.
Komanda sužinojo, kad invazinis deformacija sugriebia tik vieną ar du specifinius baltymus ant kraujo-smegenų barjerinių ląstelių, paversdami tuos baltymus į duris, leidžiančius virusui viduje. Priešingai, neinvazinis padermė paskleidžia savo pastangas daugelyje receptorių ir yra daug mažiau sėkmingas.
„Labiausiai mus nustebino tai, kad invazinis padermė sutelkė dėmesį į jos dėmesį“, – sakė Pablo Alvarezas, pirmasis tyrimo autorius ir vyresniojo autoriaus Melody Li laboratorija. „Tai neišbando kiekvieno varianto – ji specializuojasi, ir tai daro jį daug efektyvesnį.”
Norėdami patikrinti, ar šis modelis teisingas plačiau, tyrėjai kreipėsi į Chikungunya, kuri visame pasaulyje paskatino didelius protrūkius. Jie nustatė, kad chikungunya sukelianti liga sukelianti padermė buvo daug geriau užkrėsta kraujo-smegenų barjerinėmis ląstelėmis nei silpnesnis padermė, nesukelianti sunkios ligos.
Kartu rezultatai rodo, kad gebėjimas užkrėsti kraujo-smegenų barjerines ląsteles yra dažnas alfavirusų, pasiekiančių smegenis, bruožas, net jei skirtingi virusai tam naudoja skirtingas strategijas. Nustatant virusinius glikoproteinus ir jų šeimininkus baltymų partnerius, tyrimas pabrėžia perspektyvius molekulinius taikinius būsimoms vakcinoms ir antivirusiniams vaistams.
„Nustačius šį rankos paspaudimą tarp virusinių baltymų ir smegenų kraujagyslių, mums yra aiškus tikslas“, – teigė Li, Mikrobiologijos, imunologijos ir molekulinės genetikos profesorius bei UCLA plačių kamieninių ląstelių tyrimų centro narys. „Jei galime užblokuoti tą sąveiką, galbūt galėsime sustabdyti infekciją, kol ji nepasieks smegenų.”
Nors pats Sindbis nėra pagrindinė žmonių grėsmė, susijusios alfavirusai, galintys įsiveržti į smegenis ir sukelti sunkią ligą, jau yra JAV rytinėje arklinių encefalito viruse, rastame rytinėje pakrantėje. Tai paskatino perspėjimus apie sveikatą, nes infekcijos, pasiekiančios smegenis, dažnai būna mirtinos.
Chikungunya – dabar rasta daugiau nei 100 šalių – taip pat sukėlė protrūkius su sunkiomis neurologinėmis komplikacijomis. Klimato pokyčiai ir pasaulinės kelionės plečia uodų, kuriuose yra šie virusai, diapazoną, padidindami perdavimo riziką naujuose regionuose.
„Šie virusai jau yra čia, o klimato pokyčiai tik padidina riziką“, – teigė Alvarezas. „Sužinoję, kaip jie pažeidžia smegenų gynybą, galime nustatyti jų silpnąsias mintis – ir tai yra pirmas žingsnis siekiant apsaugoti žmones nuo labiausiai niokojančių rezultatų.”
Žvelgiant į ateitį, tyrėjai planuoja ištirti papildomus alfavirusus ir išsiaiškinti tikslią atominio lygio sąveiką tarp virusinių glikoproteinų ir šeimininko receptorių. Tokios įžvalgos galėtų padėti vystytis terapijoms, kurios neleidžia virusui patekti į smegenis arba informuoti apie susilpnėjusių viruso padermių inžineriją kaip vakcinas.
„Tai tikrai tik pradžia“, – sakė Li. „Tobulindami savo modelius ir išplėsdami studijas, tikimės, kad pralenksime šiuos kylančius patogenus.”