Mokslininkai, tiriantys gyvūnų virusus, galinčius užkrėsti žmones, nustatė kritinį baltymą, kuris galėtų padėti plisti organizmų šeimai, vadinamai arterivirusais.
Naujame tyrime mokslininkai nustatė žinduolių baltymą, kuris sveikina arterijų virusus į šeimininko ląsteles, kad pradėtų infekciją. Komanda taip pat nustatė, kad esamas monokloninis antikūnas, kuris jungiasi su šiuo baltymu, apsaugo ląsteles nuo virusinės infekcijos.
Arterivirusai plačiai cirkuliuoja daugelyje žinduolių tipų visame pasaulyje, kurie yra natūralūs šeimininkai, pavyzdžiui, nežmoginiai primatai, kiaulės ir arkliai, tačiau iki šiol nebuvo aptikti žmonėms.
Tyrėjų tikslas yra geriau suprasti arterivirusinės infekcijos mechanizmus, kad būtų galima suprasti, kokia didelė infekcijos rizika žmonėms ir kokio pasiruošimo gali prireikti, jei ateityje įvyktų išsiliejimas.
„Svarbu atsižvelgti į tai, kad kadangi mes neturime žinomų arterijų virusų, užkrečiančių žmones, iš esmės esame imunologiškai naivūs, todėl negalime pasikliauti esamu imunitetu, kuris mums padės“, – sakė vienas iš pagrindinių autorių Cody Warren, veterinarijos biomokslų docentas. Ohajo valstijos universitetas.
Warrenas vadovavo darbui su Adam Bailey, Viskonsino-Madisono universiteto patologijos ir laboratorinės medicinos docentu. Tyrimas neseniai buvo paskelbtas m Gamtos komunikacijos.
Daugelis natūralių arterivirusų šeimininkų neturi ligos požymių, tačiau kiaules užkrečiantis virusas gali sukelti plaučių uždegimą, taip pat vaikingų kiaulių abortus, o kitos padermės gali sukelti hemoraginę karštligę ar encefalitą, kai pakeičia gyvūno šeimininkus.
Šie virusai taip pat turi neįprastą gebėjimą išlaikyti ilgalaikes infekcijas ir tapti virulentiškesni, kai randa naujus šeimininkus, o tai suteikia jiems laiko vystytis ir padidina perdavimo galimybes.
Mokslininkų komanda nusprendė rasti žinduolių baltymus, kuriuos arterivirusai naudoja kaip receptorius, kad galėtų patekti į šeimininko ląsteles ir pasidaryti jų kopijas. Bailey naudojo genomo masto CRISPR-knockout atrankos technologiją, kad nustatytų specifinius genus, kurie, sutrikę, padarė ląsteles atsparias virusinei infekcijai. Tada tokie genai būtų laikomi būtinais virusinės infekcijos procesui. Nešališkas ekranas nustatė du genus, FCGRT ir B2M, kurių baltymų produktai susijungia ir sudaro FcRn receptorių (naujagimių Fc receptorių), kuris yra ekspresuojamas ląstelių paviršiuje.
FcRn receptorių molekulė atlieka specifinį vaidmenį pernešant antikūnus per placentą į vaisius, bet taip pat yra imuninėse ląstelėse ir ląstelėse, kurios iškloja kraujagyslių sieneles – abi yra nukreiptos į arterijų virusus.
Šio tyrimo rezultatai parodė, kad FcRn į šeimininko ląsteles patenka mažiausiai penki arteriovirusai, užkrečiantys atitinkamai beždžiones, kiaules ir arklius: trys skirtingos paprastųjų arterijų virusų padermės, kiaulių reprodukcinio ir kvėpavimo sindromo virusas 2 (PRRSV-2) ir arklių. arterito virusas (EAV).
Pagrindinio FcRn komplekso komponento – FCGRT geno – pašalinimas iš šeimininkų ląstelių užblokavo virusinę infekciją, o išankstinis ląstelių apdorojimas monokloniniu antikūnu prieš FcRn apsaugojo nuo infekcijos.
Ši istorija taip pat turėjo genetinį posūkį: kai kurie žinduolių šeimininkai buvo mažiau jautrūs arterivirusinei infekcijai, atsižvelgiant į jų rūšiai būdingos FcRn sekos skirtumus, o tai reiškia, kad kai kuriais atvejais šis baltymas veiks kaip kliūtis įvairių rūšių infekcijoms.
„Šimpanzės ir žmonės turi beveik visus tuos pačius genus, tačiau tų genų seka šiek tiek skiriasi”, – sakė Bailey. „Visi žinduoliai turi FcRn receptorių, tačiau jų gebėjimas palaikyti infekciją tam tikru arterivirusu gali skirtis.”
CRISPR ekrane taip pat buvo nustatytas genas, koduojantis kitą paviršiaus baltymą CD163, kurį Warrenas ir jo kolegos anksčiau nustatė kaip arterioviruso, vadinamo simian hemoraginės karštligės virusu (SHFV), užkrėsti ląstelę.
Serija eksperimentų su skirtingais ląstelių tipais ir naudojant daugybę virusų padermių naujajame tyrime parodė, kad CD163 turi įtakos daugumos arterijų virusų infekcijai, tačiau jis negali veikti vienas – sąveika su FcRn taip pat yra labai svarbi norint palengvinti arterijų virusinę infekciją šeimininkų ląstelėse.
Pasak mokslininkų, šių arterivirusinės infekcijos žingsnių apibūdinimas yra svarbus etapas.
„Jei nagrinėsime viruso biologiją, vienas iš svarbiausių dalykų, kuriuos galime suprasti, yra patekimo mechanizmai. Nes jei galite sustabdyti viruso gebėjimą užkrėsti ląstelę, sutrikdydami pradinį viruso ir receptorių kontaktą, dabar turite galima terapinė strategija“, – sakė Warrenas.
Vienas iš tų „ardytojų“ gali blokuoti receptorių, todėl parodyti, kad esamas monokloninis antikūnas gali sustabdyti virusinę infekciją ląstelėse, taip pat yra pliusas mokslininkams, tiriantiems virusus per pasirengimo prieš pandemiją objektyvą.
„Jei vienas iš šių virusų atsirastų žmonėms, manau, patektume į didelę bėdą“, – sakė Bailey. „Taigi tai yra mano motyvacija.”