Новое исследование Стокгольмского университета и Каролинского института показывает, что вирусы взаимодействуют с белками в биологических жидкостях своего хозяина, что приводит к образованию слоя белков на вирусной поверхности. Этот слой белков делает вирус более заразным и способствует образованию амилоидных бляшек, характерных для нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
Схематическое изображение того, как бета-амилоид налипает на вирусную частицу герпеса
© E. Wikander / Azote / Stockholm University
Вирусы мертвы или живы? И то, и другое. Вирусы могут размножаться только внутри живых клеток и использовать клеточные механизмы своего хозяина в своих интересах. Однако до проникновения в клетку-хозяина вирусы представляют собой частицы нанометрового размера, очень похожие на искусственные наночастицы, используемые в медицинских целях для диагностики и терапии. Ученые из Стокгольмского университета и Каролинского института обнаружили, что вирусы и наночастицы обладают еще одним важным свойством; они оба покрываются слоем белков, когда сталкиваются с биологическими жидкостями своего хозяина, прежде чем они найдут свою клетку-мишень. Этот слой белков на поверхности существенно влияет на их биологическую активность.
«Представьте теннисный мяч, падающий в миску с молоком и хлопьями. Он немедленно покрывается липкими частицами в смеси, и они остаются на мяче, когда вы вынимаете его из миски. То же самое происходит, когда вирус попадает в контакт с кровью или жидкостями легких, которые содержат тысячи белков. Многие из этих белков немедленно прилипают к вирусной поверхности, образуя так называемую белковую корону», — объясняет Карим Эззат из Стокгольмского университета и Каролинского института.
Карием Эззат и его коллеги изучали белковую корону респираторно-синцитиального вируса (RSV) в различных биологических жидкостях. RSV является наиболее распространенной причиной острых инфекций нижних дыхательных путей у маленьких детей во всем мире, приводя к 34 миллионам случаев заболевания и 196 000 смертельных случаев ежегодно. «Сигнатура белковой короны RSV в крови очень отличается от таковой в легких. Она также отличается у людей и других видов, таких как макаки-резус, которые также могут быть заражены RSV, — говорит Карим Эззат. — Вирус остается неизменным на генетическом уровне. Он просто приобретает различную идентичность, накапливая различные белковые короны на своей поверхности в зависимости от окружающей среды. Это позволяет вирусу использовать внеклеточные факторы хозяина для своей выгоды, и мы показали, что многие из этих разных корон делают RSV более заразным».
Исследователи из Стокгольмского университета и Каролинского института также обнаружили, что вирусы, такие как RSV и вирус простого герпеса типа 1 (HSV-1), могут связывать особый класс белков, называемых амилоидными белками. Амилоидные белки собираются в бляшки, которые играют роль в болезни Альцгеймера, приводя к гибели нервных клеток. Механизм, лежащий в основе связи между вирусами и амилоидными бляшками, до сих пор трудно было найти, но Карим Эззат и его коллеги обнаружили, что HSV-1 способен ускорять превращение растворимых амилоидных белков в нитевидные структуры, которые составляют амилоидные бляшки. На животных моделях болезни Альцгеймера они обнаружили, что у мышей болезнь развивается в течение 48 часов после заражения головного мозга. В отсутствие инфекции HSV-1 процесс обычно занимает несколько месяцев.
«Новые механизмы, описанные в нашей статье, могут влиять не только на понимание новых факторов, определяющих степень заразности вируса, но и на изобретение новых способов разработки вакцин. Кроме того, описание физического механизма, связывающего вирусные и амилоидные причины заболевания, добавляет вес к возрастающему интересу исследователей к роли микробов в нейродегенеративных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера, и открывает новые возможности для лечения», — говорит Карим Эззат.
Статья опубликована в журнале Nature Communications
Источник: scientificrussia.ru
