Исследователи обнаружили, что группа вирусов, вызывающих тяжелые заболевания желудка, в том числе тот, который известен широко распространенными вспышками на круизных лайнерах, передается людям через покрытые мембраной «вирусные кластеры», которые усугубляют распространение и серьезность заболевания.. Ранее считалось, что эти вирусы распространяются только через отдельные вирусные частицы. Обнаружение этих кластеров, говорят ученые, знаменует собой поворотный момент в понимании того, как эти вирусы распространяются и почему они так заразны. Эта предварительная работа может привести к разработке более эффективных противовирусных средств, чем существующие методы лечения, которые в основном нацелены на отдельные частицы.
Исследователи изучили норовирус и ротавирус - трудноизлечимые вирусы, которые являются наиболее распространенной причиной заболеваний желудка или гастроэнтеритов, от которых ежегодно страдают миллионы людей. Вирусы вызывают симптомы, варьирующиеся от диареи до болей в животе, и иногда могут приводить к смерти, особенно среди маленьких детей и пожилых людей. Их очень заразная природа привела к серьезным вспышкам в людных местах во многих населенных пунктах; особенно на круизных лайнерах, детских садах, классных комнатах и домах престарелых. К счастью, сейчас доступны вакцины против ротавируса, и их регулярно вводят детям в Соединенных Штатах.
«Это действительно захватывающее открытие в области вирусологии, потому что оно раскрывает способ распространения вируса, который не наблюдался среди людей и животных», - сказал руководитель исследования Нихал Алтан-Боннет, доктор философии. Д., старший научный сотрудник и руководитель лаборатории динамики патогенов-хозяев в Национальном институте сердца, легких и крови (NHLBI). «Мы надеемся, что это даст новые подсказки для борьбы с широким спектром заболеваний, связанных со многими типами вирусов, включая те, которые вызывают желудочно-кишечные заболевания, воспаление сердца, некоторые респираторные заболевания и даже обычную простуду».
Исследование было частично поддержано программами внутренних исследований NHLBI и Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), которые входят в состав Национального института здравоохранения. Он фигурирует на обложке журнала Cell Host & Microbe, а его онлайн-публикация запланирована на 8 августа.
Еще несколько лет назад большинство ученых считали, что вирусы, особенно те, которые вызывают заболевания желудка, могут вести себя только как независимые инфекционные агенты. Однако в 2015 году Алтан-Боннет и ее коллеги показали, что полиовирусы могут передаваться в виде пакетов или связанных с мембраной везикул, содержащих несколько вирусных частиц. Ученые сравнили эту новую модель передачи вируса с троянским конем: группа связанных с мембраной вирусов достигает клетки-хозяина и откладывает вирусы в клетке, уклоняясь от обнаружения иммунной системой. Ученые не знали, применима ли эта система к животным и людям и насколько эффективны эти пакеты для заражения клеток-хозяев.
Чтобы выяснить это, они сосредоточились на ротавирусах и норовирусах, которые в основном распространяются при случайном проглатывании крошечных частиц стула инфицированного человека, например, через зараженную пищу или жидкости. Исследователи получили образцы фекалий людей и животных (свиней и мышей) и обнаружили, что вирусы выделяются со стулом в виде вирусных кластеров внутри мембраносвязанных пакетов. Кроме того, они обнаружили, что эти вирусосодержащие везикулы были значительно более заразными, чем свободные, несвязанные вирусы в образцах.
Исследователи определили, что высокий уровень контагиозности, вероятно, был связан с тем, что везикулы доставляли сразу много вирусов в ткани-мишени; защита своего вирусного груза от разрушения при длительном воздействии ферментов; и, возможно, делая их вирусный груз невидимым для антител, находящихся в стуле или кишечнике хозяина. Необходимы дополнительные исследования, но чрезвычайная активность вирусных пакетов, по их словам, имеет четкие последствия: она не только увеличивает способность вируса распространяться более агрессивно; он также увеличивает тяжесть вызываемого им заболевания.
«Наши результаты показывают, что вирусы, покрытые везикулами, являются высоковирулентными единицами фекально-оральной передачи, и подчеркивают необходимость противовирусных препаратов, нацеленных на везикулы и кластеризацию вирусов», - отметил Алтан-Боннет. Мытье рук водой с мылом помогает предотвратить распространение вирусов.
Поддержка NIH также включает следующий грант от NIAID: RO1-AI091985.