У здоровых людей вирус Зика вызывает гриппоподобные симптомы. Если беременная женщина заразится, нерожденный ребенок может страдать от серьезных аномалий головного мозга в результате механизмов, которые еще не объяснены. Исследование, проведенное Техническим университетом Мюнхена (TUM) и Институтом биохимии Макса Планка (MPI-B), показывает, что белки вируса Зика связываются с клеточными белками, которые необходимы для развития нервной системы.
Несколько лет назад вирус Зика распространился по Южной Америке, создав проблему для здоровья с глобальными последствиями. Значительное число южноамериканских женщин, впервые заразившихся вирусом в начале беременности в результате укуса комара, впоследствии родили детей с тяжелыми формами инвалидности. Младенцы страдали от состояния, известного как микроцефалия; они родились со слишком маленьким мозгом. Это может привести к умственной отсталости и другим серьезным неврологическим расстройствам.
Ученым удалось доказать, что эти уродства вызваны инфекциями, вызванными вирусом Зика, но пока они не смогли объяснить, почему. Андреас Пихльмайр, заведующий кафедрой вирусной иммунопатологии в ТУМ, и его команда из Института вирусологии ТУМ и MPI-B изучили, как вирус Зика влияет на клетки головного мозга человека. Они идентифицировали вирусные белки, способные влиять на развитие нейронов в развивающемся мозге.
Опасный побочный эффект репликации вируса
Вирус Зика тесно связан с вирусом гепатита С и некоторыми тропическими заболеваниями, такими как денге и вирус Западного Нила. Однако это единственный вирус, вызывающий поражение головного мозга у новорожденных», - объясняет Пихльмайр, возглавлявший недавнее исследование, опубликованное в научном журнале Nature.
Исследователи обнаружили, что вирус использует определенные клеточные белки для репликации собственного генома. Эти молекулы также являются важными неврологическими факторами в процессе развития стволовой клетки в нервную клетку. «Наши результаты показывают, что вирус убирает эти факторы из развития мозга и использует их для репликации своего генома, что препятствует правильному развитию мозга», - объясняет вирусолог.
Когда группа под руководством Пихльмайра удалила факторы из клеток, вирусу стало намного труднее размножаться. Исследователи смогли продемонстрировать, какие вирусные белки вступают в контакт с этими факторами развития и вызывают дефекты головного мозга. «Предыдущие исследования выявили вирусные белки, необходимые для упаковки или репликации вирусного генома, но понять, как эти белки влияют на развитие нейронов, было загадкой. Похоже, что вирусные белки ответственны за возникновение серьезных дефектов у нерожденных детей - мы предполагаем это непреднамеренно», - говорит Пихлмайр.
Четкая картина заражения вирусом
В своем всестороннем исследовании протеомики исследовательская группа определила клеточные белки, которые были изменены вирусом химически или численно или которые связаны с вирусными белками. Таким образом, они не только смогли проиллюстрировать возможные причины вызванных деформаций, но и получили очень четкую картину того, как вирус перепрограммирует клетку, чтобы использовать ее для собственной репликации.
Влияние вируса Зика на клетку оказалось поразительным: девять процентов всех клеточных белков были химически изменены, а вирусные белки взаимодействовали с более чем 380 клеточными белками. «Мы надеемся, что наш всеобъемлющий набор данных поможет другим ученым разработать терапевтические подходы для уничтожения лихорадки Зика или родственных вирусов», - говорит Пихльмайр.