Было показано, что новое моноклональное антитело препятствует механизму слияния, который генипавирусы используют для слияния с мембраной клеток, которую они пытаются разрушить. Антитело останавливает атаку, блокируя слияние мембран и инъекцию вирусного генома в клетку-хозяина.
Исследователи надеются, что такого рода лабораторные открытия проложат путь к предотвращению заражения вирусами Нипах и Хендра или обеспечат решение для постконтактной терапии.
В настоящее время не существует вакцин или лицензированных методов лечения этих заболеваний у людей. Некоторым пациентам была назначена экспериментальная терапия в порядке исключения из соображений сострадания. Подходы ветеринарной медицины, а также меры по охране здоровья животных и диких животных также были приняты для контроля за распространением вирусов среди животных и людей.
Эти трудноизлечимые инфекции появились в середине 1990-х годов как болезни, передающиеся от животных к человеку. С тех пор вспышки произошли в Австралии, Малайзии, на Филиппинах, в Сингапуре, Бангладеш, Керале и Западной Бенгалии, Индия.
Хотя в Африке не было зарегистрировано никаких родственных болезней человека, там были обнаружены антитела к генипавирусу как у людей, так и у летучих мышей, что указывает на то, что вирус циркулирует на этом континенте. Это говорит о возможности возникновения здесь в будущем вспышек генипавирусных заболеваний.
И Нипах, и Хендра могут вызывать тяжелые респираторные заболевания и воспаление головного мозга. Уровень смертности во время вспышек колеблется от 50 до 100 процентов.
«Более двух миллиардов человек живут в регионах, которым угрожают вспышки генипавируса», - отмечают исследователи в своей статье. Их отчет опубликован в выпуске журнала Nature Structural & Molecular Biology от 30 сентября.
Исследования антисинтетических моноклональных антител возглавляли старшие исследователи Дэвид Визлер из отдела биохимии Медицинской школы Вашингтонского университета в Сиэтле и Кристофер Бродер из отдела микробиологии и иммунологии Университета силовых структур в Бетесде, штат Мэриленд..
Ha V. Dang из UW и Yee-Peng Chan из USU были ведущими авторами. Свой вклад также внесли ученые из Центра разработки вакцин Сили при Техасском университете в Галвестоне.
Среди основных переносчиков вирусов Нипах и Хендра - крупные летучие мыши, питающиеся фруктами, называемые летучими лисами. В Австралии лошади заболели вирусом Хендра после того, как летучие мыши заразили их пищу или воду. Владельцы, дрессировщики и ветеринары заразились вирусом, ухаживая за больными лошадьми.
Вирус Nipah был передан от летучих мышей свиньям в Малайзии и Сингапуре, а затем от свиней фермерам. Люди также заразились вирусом, выпив пальмовый сок, привлекший жаждущих летучих мышей в Бангладеш и некоторых частях Индии. Заболевания, вызванные вирусом Нипах пищевого происхождения, в настоящее время происходят сезонно почти каждый год в Бангладеш.
Вирус Нипах и вирус Хендра являются РНК-содержащими вирусами семейства парамиксовирусов, что делает их дальними родственниками патогенов человека, таких как вирусы кори, эпидемического паротита, респираторно-синцитиальный вирус и вирус Ньюкасла.
Многие парамиксовирусы имеют остроконечные оболочки. Шипы содержат гликопротеин прикрепления вируса и гликопротеин слияния. В отличие от многих других парамиксовирусов, генипавирусы могут инфицировать различных млекопитающих. Эти вирусы разные и опасные.
Исследователи объяснили, что вирусы Нипах и Хендра проникают в клетки животных или человека посредством согласованного действия гликопротеинов прикрепления и слияния.
После того, как вирус приземляется на клеточную поверхность, белок прикрепления претерпевает изменение формы, что побуждает слитый белок вставлять слитый пептид в клеточную мембрану.
После этого слитый белок сворачивается в более стабильную конформацию, которая сшивает вместе вирусную и клеточную мембраны. Создается туннелеобразная пора, через которую генетический материал вируса может проскользнуть внутрь клетки, чтобы инициировать инфекцию.
Собственная гуморальная иммунная защита организма, опосредованная молекулами антител, нацелена на жизненно важные части механизма слияния, чтобы держать вирус в страхе. На самом деле вакцина против кори, по словам исследователей, создает антитела, которые защищают от подобного вирусного нарушения.
Другие исследователи обнаружили антитела, которые блокируют прикрепление вирусов Нипах и Хендра к клеткам-хозяевам. Одно из этих антител защищало животных даже при введении через несколько дней после заражения.
В этом последнем исследовании ученые выделили из мышей, а затем очеловечили мощное моноклональное антитело, которое нейтрализует вирусы Нипах и Хендра. Затем они изучили механизм его действия, используя молекулярную визуализацию с помощью криоэлектронной микроскопии, а также биохимические и клеточные эксперименты..
Эти исследования показали, что антитело распознает и связывается с определенной областью механизма слияния вирусных мембран на стадии предварительного слияния.
Этот эпитоп (участок-мишень антитела на вирусе) присутствует как в вирусах Нипах, так и в вирусах Хендра. Это объясняет, почему одно и то же антитело защищает от обоих вирусов. Связывание антител предотвратило слияние мембран и тем самым предотвратило попадание вирусного материала в клетку.
Исследовательская группа надеется, что будущие запланированные эксперименты, в которых будут сочетаться различные противовирусные моноклональные антитела, атакующие разные мишени вирусов Нипах и Хендра, продемонстрируют повышенный терапевтический эффект для инфицированных людей.
Учреждения для исследования, о которых сообщалось 30 сентября, включали Центр cyroEM Арнольда и Мэйбл Бекман и Ресурс протеомики в Вашингтонском университете, а также Усовершенствованный источник света в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.
Исследование выполнено при поддержке грантов Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (HHSN272201700059C, AI054715, AI077995, AI142764), Национального института общих медицинских наук (GM120553), премии «Исследователи патогенеза инфекционных заболеваний». от Burroughs Wellcome Fund, премии Pew Biomedical Scholars Award, Нидерландской организации научных исследований и Европейской организации молекулярной биологии.