Хотя Всемирная организация здравоохранения прекратила глобальную чрезвычайную ситуацию в области здравоохранения в отношении вируса Зика в ноябре прошлого года, вирус все еще может вернуться, поскольку температура становится теплее, а сезон комаров нарастает. За последние два года в США было выявлено более 5 000 случаев, в том числе около 1 500 беременных женщин, и 70 стран сообщили о случаях передачи вируса Зика. Это особенно коварный вирус, потому что он может проникать через плаценту и вызывать врожденные дефекты. Теперь исследователи, возможно, выяснили, как этот вирус проникает в плаценту, и предпринимают шаги по разработке стратегий, блокирующих его доступ.
Исследователи представят свою работу сегодня на 253-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
"Мы работали над вирусом денге 20 лет назад, и когда Зика появился в новостях, мы сразу поняли, что два переносимых комарами вируса были родственными членами семейства флавивирусов", - Роберт Линхардт, доктор философии.., говорит. В предыдущей работе его команды исследователи обнаружили, что вирус денге может проникать в клетки, связываясь с сахарами. «Основываясь на сходстве между двумя вирусами, мы подумали, что, возможно, Зика сделал то же самое», - объясняет он.
Вирус Зика имеет оболочку, состоящую из множества копий оболочечного белка. Этот белок связывается с определенными мишенями на поверхности клеток-хозяев, направляя вирус внутрь для репликации. Чтобы выяснить идентичность клеток-мишеней, команда Линхардта под руководством аспиранта Со Ён Ким из Политехнического института Ренсселера смешала белок оболочки с сахарами, называемыми гликозаминогликанами, которые вирус денге использует для этой цели.
«С помощью метода, называемого поверхностным плазмонным резонансом, мы можем отслеживать взаимодействия связывания в режиме реального времени», - говорит Ким. «Мы начали с сахарного гепарина, который имеет очень отрицательный заряд, и обнаружили очень прочное связывание с белком оболочки Зика. Это позволяет предположить, что связывание в значительной степени основано на электростатических взаимодействиях, как это наблюдается у вируса денге». В дальнейших экспериментах выяснилось, что белок также имеет некоторые предпочтения в отношении последовательностей.
В качестве следующего шага исследователи извлекли сахара из тканей человека - мозга взрослого человека и плаценты - и проверили, насколько прочно связан белок оболочки вируса Зика. Они идентифицировали особый плацентарный сахар, хондроитинсульфат, который, по-видимому, прочно связывается с вирусом, и эта молекула может быть пропуском вируса Зика в плаценту. Взаимодействие между белком оболочки и сахарами мозга взрослой свиньи было слабее. «Вероятно, мозг взрослого человека - не самая лучшая ткань для моделирования», - говорит Линхардт, поскольку известно, что вирус Зика особенно опасен для плода.«Мы разрабатываем линию стволовых клеток головного мозга плода для выявления других сахаров головного мозга плода, которые могут быть мишенями вируса Зика», - добавляет он. Для дальнейшего подтверждения подхода исследователи также сотрудничают с другой группой для изучения связывания сахаров с живым вирусом Зика.
В дополнение к ответам на основные вопросы о том, как Зика проникает в клетки, группа Линхардта также хочет найти способ блокировать взаимодействие между вирусом и плацентарным сахаром, защищая плод от вреда. В более ранней работе исследователи разработали убивающие вирус наночастицы, покрытые сахаром, который вирус гриппа использует для проникновения в легочную ткань. Введение наночастиц мышам предотвратило их заболевание. Исследователи работают над аналогичным подходом к вирусу Зика.
Исследователи чувствуют особую необходимость как можно скорее продвинуться вперед. «Мы думаем, что вирус Зика этим летом вернется, чтобы отомстить», - говорит Линхардт.«Вот почему мы очень усердно работаем, чтобы как можно лучше и быстрее понять вирус Зика».