Группа исследователей из Германии обнаружила, что флавивирусы - семейство, в которое входят вирусы лихорадки Денге, Зика и Западного Нила - используют неожиданный механизм для захвата клеточного механизма для репликации себя по сравнению со многими другими РНК-вирусами. Результаты, опубликованные на этой неделе в mBio®, журнале Американского общества микробиологии с открытым доступом, освещают новые способы воздействия вирусов на клетки человека и могут выявить новые мишени для разработки противовирусной терапии.
Вирус денге и вирус Зика являются флавивирусами с положительной цепью РНК, что означает, что как только вирусная частица заражает клетку, ее геном РНК может быть немедленно транслирован клеточным механизмом в вирусные белки для создания новых вирусных частиц и распространения вируса. инфекционное заболевание. Вирус денге может вызывать лихорадку, геморрагическую лихорадку и даже смерть и ежегодно заражает около 390 миллионов человек во всем мире. Вирус Зика также может вызывать лихорадку и связан с тяжелыми неврологическими врожденными дефектами у новорожденных, рожденных инфицированными матерями.
«Когда мы изучаем взаимодействия между клеткой-хозяином и вирусом, мы получаем информацию о них обоих и о том, как клеточный механизм работает при вирусной инфекции», - говорит Алессия Руджери, руководитель группы и вирусолог из Университета Гейдельберг в Германии и старший научный сотрудник исследования. «Мы хотим понять различные стратегии, которые вирусы развили, чтобы избежать механизмов клеточной защиты».
При многих вирусных инфекциях, как только человеческая клетка чувствует присутствие вируса, она активирует реакцию на стресс, предназначенную для контроля повреждений - часть реакции на стресс останавливает процесс трансляции белка, который необходим вирусам для репликации сами себя. Другая часть реакции на стресс берет оставшиеся нетранслируемые клеточные РНК и собирает их вместе в структуры, называемые стрессовыми гранулами.
Но группа Руджери заметила в предыдущем исследовании, что лихорадка денге клеток печени человека вообще не вызывает этих стрессовых гранул или делает это очень плохо. Теперь команда исследовала, как вирус денге может влиять на трансляцию белков, и обнаружила, что глобальная трансляция клеточных белков значительно подавляется, в то время как трансляция вирусных белков денге продолжается.
Вирус, скорее всего, блокировал инициацию клеточной трансляции. На этом этапе рибосомный механизм, который считывает генетический код РНК и преобразует его в аминокислотную белковую цепь, присоединяется к началу транскрипта РНК. Команда определила, что вирус денге не блокирует два известных пути, которые подавляют инициацию трансляции клеточных РНК, но как это происходит, до сих пор остается загадкой.
Важно отметить, что вирус Зика также следует той же схеме клеточного поведения, подавляя трансляцию клетки и реакцию на стресс, одновременно стимулируя трансляцию собственного белка. Таким образом, флавивирусы подавляют реакцию клеток на инфекцию, включая развертывание антивирусных белков.
«Эти вирусы захватывают многие этапы или пути трансляции клетки-хозяина, чтобы способствовать производству нового вирусного потомства», - говорит Руджери. «Но как они это делают - вопрос открытый». Ружьери предполагает, что вирус денге может блокировать образование стрессовых гранул, чтобы избежать изоляции его генома в этих структурах. Затем ее команда исследует, какой механизм вирус использует для управления собственной трансляцией.
Хотя разработка методов лечения выходит за рамки исследований Руджери, работа ее группы будет полезна тем исследователям, которые хотят разработать противовирусные препараты для лечения флавивирусных инфекций. «То, как вирус избегает глобальной репрессии трансляции, включая свою собственную трансляцию, является важным шагом в жизненном цикле вируса, который может стать целью для разработки лекарств».