Baylor College of Medicine ir bendradarbiaujančių institucijų tyrėjai pagerino mūsų supratimą apie tai, kaip rotavirusas, dažniausia vaikų ūminio gastroenterito priežastis, suserga žmones. Tyrimas, paskelbtas m Mokslo pažanga yra vienas iš pirmųjų, parodančių, kad rotaviruso baltymas NSP4 yra būtinas ir pakankamas daugeliui rotavirusinės infekcijos aspektų, nes sutrikdo kalcio signalizaciją ne tik užkrėstose ląstelėse, bet ir netoliese esančiose neužkrėstose ląstelėse. Šie kalcio signalizacijos sutrikimai turi įtakos rotavirusinės ligos sunkumui ir suteikia naujų įžvalgų apie tai, kaip NSP4 funkcija veikia rotaviruso virulentiškumą. Išvados rodo, kad manipuliavimas NSP4 gali paskatinti naujas rotavirusinių infekcijų prevencijos ar gydymo strategijas.
„Vien tik rotavirusas sudaro ketvirtadalį visų sunkaus vaikų ūminio gastroenterito, kuris paprastai pasireiškia vandeningu viduriavimu, vėmimu, karščiavimu ir pilvo skausmu, atvejų. Šiuo metu pasaulyje nuo šios būklės kasmet miršta beveik 500 000 vaikų”, – sakė atitinkamas autorius dr. Josephas Hyseris, molekulinės virusologijos ir mikrobiologijos docentas, taip pat Alkeko metagenomikos ir mikrobiologijos centro dalis. Mikrobiomo tyrimai ir Dan L Duncan visapusio vėžio centro Baylor narys. „Nors geriamoji rehidratacijos terapija ir gyvos susilpnintos rotaviruso vakcinos padėjo sumažinti ūminio rotavirusinio gastroenterito naštą vaikams visame pasaulyje, vis dar yra kur tobulėti.
Dabartiniame tyrime Hyseris ir jo kolegos giliau ištyrė, kaip NSP4 funkcijos rotavirusinės infekcijos metu prisideda prie ligos sunkumo, tikėdamiesi rasti naują metodą, kaip gydyti ar užkirsti kelią ligai. Ankstesniame tyrime mokslininkai išsiaiškino, kad rotavirusas sukelia nukrypstančius kalcio signalus, vadinamus „tarpląstelinėmis kalcio bangomis“, kurios sklinda iš užkrėstų ląstelių į gretimas neužkrėstas ląsteles, ir kad šių signalų slopinimas sumažino ligos sunkumą.
„Rezultatai parodė, kad tikėtina, kad kalcio bangos prisidėjo prie rotaviruso replikacijos ir virulentiškumo; tačiau nebuvo aišku, kaip virusas sukėlė šį signalą”, – sakė Hyseris. „Mes jau turėjome įrodymų, kad NSP4 yra virusinių baltymų, galinčių sukelti kalcio bangas, sąrašo viršuje.”
Dirbdama su esamomis žmonių ir kiaulių virulentinėmis ir susilpnintomis rotaviruso padermėmis, taip pat naujomis genetinėmis rekombinantinėmis padermėmis, sukurtomis naudojant atvirkštinės genetikos sistemą, komanda ištyrė NSP4 vaidmenį kalcio bangų indukcijoje ir jo ryšį su ligos sunkumu, naudodama įvairius eksperimentinius metodus. modeliai, įskaitant laboratorijoje išaugintas ląsteles, žarnyno organoidines kultūras ir gyvūnų modelius.
Tyrėjai nustatė, kad rotaviruso gebėjimas generuoti kalcio bangas buvo visiškai priskiriamas NSP4, todėl NSP4 ekspresija ląstelėse, net nesant rotavirusinės infekcijos, sukėlė kalcio bangas, kurios nesiskiria nuo vietinės infekcijos.
Svarbu tai, kad NSP4 iš susilpnintų rotavirusų, kurie sukelia lengvesnes ligas arba jos nesukelia, sukėlė mažiau kalcio bangų nei NSP4 iš virulentiškų padermių, o susilpninto NSP4 įterpimas į virulentišką rotaviruso padermę sumažino jo gaminamų kalcio bangų skaičių ir sumažino jo gebėjimą sukelti viduriavimą. gyvūnų modelis.
„Mes nustatėme, kad rotaviruso gebėjimas generuoti kalcio bangas eina kartu su NSP4, vien NSP4 ekspresijos pakanka kalcio bangoms generuoti, o daugelis rotavirusinės ligos sunkumo aspektų koreliuoja su gebėjimu generuoti kalcio bangas“, – sakė Hyseris.
Be to, kalcio bangos taip pat sukėlė imuninį atsaką, sukeldamos kalcio disreguliaciją kaip viruso atpažinimo priemonę.
„Iš viso, įrodymai rodo, kad NSP4, atrodo, yra susijęs su kalcio bangų, susijusių tiek su rotaviruso ligos sunkumu, tiek su šeimininko ląstelių atsaku į šį nenormalų kalcio signalizacijos lygį, sukėlimą“, – sakė Hyseris.
Išvados gali būti taikomos ne tik rotavirusui, bet ir kitiems virusams, turintiems į NSP4 panašius baltymus, kurie gali sutrikdyti kalcio signalizaciją.
Kiti prisidėjo prie šio darbo: J. Thomas Gebert, Francesca J. Scribano, Kristen A. Engevik, Ethan M. Huleatt, Michael R. Eledge, Lauren E. Dorn, Asha A. Philip, Takahiro Kawagishi, Harry B. Greenberg ir John T. Pattonas. Autoriai yra susiję su viena ar keliomis iš šių institucijų: Baylor College of Medicine, Indiana University ir Stanford University School of Medicine.