Новое исследование показывает, как вирусу денге удается воспроизводить себя в инфицированном человеке, не вызывая нормальную защиту организма. Исследователи из Университета Дьюка сообщают, что лихорадка денге проворачивает этот обман, используя специализированную структуру в клетках-хозяевах для своих собственных целей, подобно ленивому соседу по комнате, который кладет кусочки своего белья в общую стирку.
В отличие от других вирусов, которые грубо нарушают функции хозяина в пользу собственных нужд, лихорадка денге, по-видимому, более изощренна. Он медленно и незаметно захватывает аккордеонную структуру внутри клетки, называемую эндоплазматическим ретикулумом, местом производства небольшого подмножества белков-хозяев, и избегает более крупного заполненного жидкостью пространства клетки, называемого цитозолем, где находится большая часть клеточных клеток. производятся белки.
«Это удивительно умная вещь для всего лишь 10 килобаз генетической информации», - сказал Кристофер В. Никчитта, доктор философии, старший автор исследования и профессор клеточной биологии в Медицинской школе Университета Дьюка. «Вирус захватывает механизм и создает массу самого себя, но так медленно и неэффективно, что не активирует ни один из датчиков, которые клетка-хозяин использует для обнаружения того, что что-то не так».
Исследование, опубликованное 10 января в Journal of Virology, может указать на новые стратегии по предотвращению передачи вируса комарами.
По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно половина населения мира подвержена риску денге, и каждый год ею заболевают около 96 миллионов человек. В настоящее время не существует специфического лечения лихорадки денге. Десятилетия исследований вакцин были встречены разочарованием, и недавние сообщения показывают, что новая вакцина против лихорадки денге может фактически усугубить болезнь, а не предотвратить ее.
Если вы не можете сделать вакцину, подход, который вам остается, включает в себя понимание точных молекулярных деталей жизненного цикла этих вирусов и того, как они способны защищать и манипулировать механизмом-хозяином, чтобы вы могли выявить потенциальные цели для наркотиков», - сказал Никчитта. «Это более трудный путь, но мы начинаем намечать его».
Вирусы, такие как лихорадка денге, являются любопытными существами, которые существуют в царстве между живыми и мертвыми. Хотя у них есть несколько признаков жизни - например, белки и генетический материал (ДНК или РНК), - им не хватает ключевого: способности к размножению. Вот тут-то и появляются клетки-хозяева. Вскоре после того, как вирус заражает живую клетку, он подключается к механизму репликации хозяина, чтобы создать больше своих копий. В случае лихорадки денге одна зараженная клетка-хозяин может произвести до 10 000 вирусных потомков.
В этом исследовании Никчитта и его коллеги заразили клетки культуры ткани распространенным штаммом вируса денге. Затем они отсортировали содержимое клеток, чтобы сосредоточиться на двух областях, где обычно синтезируются белки, - эндоплазматическом ретикулуме и соседнем цитозоле. Используя передовые молекулярные методы, исследователи нанесли на карту расположение крошечных фабрик, известных как рибосомы, которые производят белки, а также шаблон РНК, который обеспечивает план их производства.
Они обнаружили, что все действие происходило на поверхности эндоплазматического ретикулума. Весь геном вируса денге транслируется одним махом, а затем разрезается на десять отдельных белков. Добавление такого сложного продукта к рабочей нагрузке эндоплазматического ретикулума обычно приводит к срабатыванию его датчиков стресса. Но исследователи обнаружили, что матрица вирусной РНК транслировалась в белок настолько неэффективно и вяло, что не сработала эта тревога.
«Есть особенности РНК, из-за которых она неэффективно транслируется, поэтому она не включает эти пути стресса», - сказал Никчитта. «Лихорадка денге делает клетки-хозяева счастливыми до тех пор, пока это возможно. В какой-то момент она постепенно перегружает систему, и клетки умирают, но к тому времени вирус уже создал десятки тысяч копий самого себя».
Никчитта в настоящее время пытается определить, какие особенности лихорадки денге - ее последовательность или структура, или и то, и другое - лежат в основе медленного и устойчивого подхода. Это может показаться нелогичным, но он говорит, что если бы вирус транслировался более эффективно, он больше не мог бы скрываться у всех на виду. Клетка-хозяин заметит это, и все будет готово.