Многое известно о вирусах гриппа, но мало что известно о том, как они размножаются внутри человеческих клеток-хозяев, распространяя инфекцию. Теперь исследовательская группа, возглавляемая исследователями из Медицинской школы Икана на горе Синай, первой определила механизм, с помощью которого грипп А, семейство патогенов, включающее самые смертоносные штаммы гриппа в мире, захватывает клеточный механизм для репликации.
Результаты исследования, опубликованные сегодня в Интернете в журнале Cell, также указывают на связь между врожденными дефектами этого механизма - экзосомы РНК - и нейродегенерацией, которая приводит к появлению у людей этой редкой мутации.
Изучая клетки пациентов с мутацией экзосомы РНК, которые были предоставлены шестью сотрудничающими медицинскими центрами, исследователи смогли понять, как грипп А захватывает экзосому РНК внутри ядра клетки для своих собственных целей..
«Это исследование показывает, как мы можем обнаружить гены, связанные с болезнью - в данном случае с нейродегенерацией - путем изучения естественного симбиоза между хозяином и патогеном», - говорит старший исследователь Иван Марацци, доктор философии, доцент кафедры микробиологии Медицинской школы Икана на горе Синай.
Грипп A частично ответственен не только за сезонный грипп, но и за такие пандемии, как H1N1 и другие гриппы, передающиеся от млекопитающих (например, свиней) или птиц человеку.
«Мы все являемся результатом совместной эволюции с вирусами, бактериями и другими микробами, но когда этот процесс прерывается, что мы называем гипотезой нарушенной симметрии, может возникнуть болезнь», - говорит доктор Марацци.
Он добавил, что гены, затронутые в этих редких случаях нейродегенерации, вызванной врожденной мутацией экзосомы РНК, могут в будущем дать представление о более распространенных заболеваниях головного мозга, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона. В случае с гриппом А потеря экзосомной активности РНК серьезно снижает инфекционность вируса, но также проявляется в нейродегенерации человека, что позволяет предположить, что вирусы нацеливаются на основные белки, участвующие в редких заболеваниях, чтобы обеспечить постоянную адаптацию.
Грипп A представляет собой РНК-вирус, что означает, что он воспроизводит себя внутри ядра. Большинство вирусов размножаются в цитоплазме клетки, вне ядра.
Исследователи обнаружили, что, попав внутрь ядра, грипп А захватывает экзосому РНК, важный белковый комплекс, который расщепляет РНК как способ регулирования экспрессии генов. По словам доктора Марацци, патогену гриппа нужна дополнительная РНК, чтобы начать процесс репликации, поэтому он крадет эти молекулы из захваченной экзосомы.
«У вирусов есть очень разумный способ не слишком сильно вмешиваться в нашу собственную биологию», - говорит он. «Он использует наши побочные продукты, поэтому вместо того, чтобы позволить экзосоме пережевывать и разлагать избыток РНК, он помечает экзосому и крадет необходимую РНК до того, как она будет уничтожена.
Без экзосомы РНК вирус не может расти, поэтому соглашение между вирусом и хозяином заключается в том, что вирус может использовать часть РНК хозяина, потому что у хозяина есть другие способы подавить вирус, которые повторяется», - говорит ведущий автор исследования Алекс Риальди, магистр здравоохранения, аспирант лаборатории доктора Марацци.