Дослідження показують, як імунна система стримує вірус простого герпесу

За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, вірус простого герпесу (ВПГ) надзвичайно поширений і вражає майже дві третини населення світу.

Потрапляючи в організм, ВПГ викликає приховану інфекцію, яка періодично прокидається, викликаючи хворобливі пухирі на шкірі, як правило, навколо носа та рота. Попри те, що герпес просто неприємний для більшості людей, він також може призвести до небезпечних інфекцій очей і запалення мозку у деяких людей і викликати небезпечні для життя інфекції у новонароджених.

Дослідники давно знають, що вірус та імунна система хазяїна перебувають у постійному суперництві, але чому ця боротьба досягає застою у більшості людей, викликаючи серйозні інфекції в інших?

Що ще важливіше, як саме розгортається битва на рівні клітин і молекул? Це питання продовжує хвилювати вчених і перешкоджає пошукам методів лікування, які запобігають або лікують інфекції.

Нещодавнє дослідження дослідників із Гарвардської медичної школи, проведене з використанням лабораторних клітин і опубліковане в PNAS, розкриває точні маневри, які використовує хазяїн і патоген у боротьбі за домінування в клітині.

Крім того, дослідження показує, як імунна система утримує вірус у битві, що відбувається в центрі управління клітиною, його ядрі.

Імунні сигнальні білки видають заклик до атаки

Дослідження показує ключову роль групи сигнальних білків, які називаються інтерферонами, які рекрутують інші захисні молекули та блокують вірусу розмноження.

Потрапляючи всередину господаря, ВПГ розмножується, створюючи свої копії в ядрах клітин за допомогою генетичного апарату господаря. Щоб це сталося, вірус повинен випередити імунну систему господаря. Але багато тактик, які використовує вірус та імунна система в цьому змаганні, залишаються таємницею, що ускладнює розробку ліків, які допоможуть пацієнтам перемогти вірус.

Інтерферони — названі за їхню здатність перешкоджати патогенним мікроорганізмам' спроби інфікування клітин — це сигнальні молекули, які вивільняються, коли імунна система виявляє присутність мікробів, таких як віруси. Сигнали лиха, які надсилають інтерферони, активують гени в цій клітині та інших клітинах, які виробляють білки, які, своєю чергою, блокують віруси від інфікування.

Кілька різних механізмів, які інтерферони використовують для запобігання вірусам у цитоплазмі, драглистій рідині, яка заповнює клітини, добре відомі. Але як інтерферони діють проти ДНК-вірусів, тих, що атакують клітинне ядро ​​– залишився невловимим.

Ми знаємо багато про те, як інтерферон та імуностимулятори діють проти вірусів у цитоплазматичному тілі клітини, але досі ми дуже мало знали про те, як імунна система блокує вірусну інфекцію в ядрі клітини. Наші висновки визначають механізми дії будь-якого лікування, яке індукує інтерферони, і те, як вони можуть запобігати та лікувати інфекції, викликані ВПГ, а також іншими герпесвірусами та ядерними ДНК-вірусами.

Девід Найп, старший автор дослідження, професор мікробіології та молекулярної генетики Хіггінса в Інституті Блаватника в HMS

Найп сказав, що висновки з цієї роботи також можуть допомогти дослідникам зрозуміти та можливо, врешті-решт розробити методи лікування для інших ядерних ДНК-вірусів, включно з відомими, такими як вірус Епштейна-Барра, який викликає мононуклеоз, вірус папіломи людини, гепатит Б; і віспа.

Ці результати визначають механізми дії препаратів інтерферону для лікування герпесвірусних захворювань та інших методів лікування, таких як ліганди toll-подібних рецепторів, які були протестовані на герпес, кажуть дослідники. Інші нові активатори інтерферонів, такі як агоністи cGAS, також можуть бути використані для індукції стійкості до герпесу за допомогою нещодавно визначених механізмів, додали дослідники.

Дослідники попереджають, що на цей час будь-які нові потенційні методи лікування ВПГ та інших ДНК-вірусів є чисто концептуальними. Будь-який такий підхід слід спочатку перевірити на дрібних тваринах, таких як миші, потім на більших тваринах і, нарешті, на людях.

Відображення кроків вірусних перегонів

У новому дослідженні Найп і співавтор Кетрін Содроскі, випускниця HMS PhD, яка зараз працює в Національному інституті здоров’я, виявили, що білок хазяїна під назвою IFI16 рекрутується інтерфероном, щоб блокувати відтворення вірусу кількома способами.Одна зі стратегій, використаних IFI16 для боротьби з ВПГ, передбачає побудову та підтримку оболонки молекул навколо генома вірусної ДНК. Ця молекулярна «пухирчаста плівка» запобігає поширенню вірусу. Коли вірус загорнутий, він не може активувати свою ДНК для експресії своїх генів і створення своїх копій.

Проте, щоб протистояти цим захисним маневрам, вірус виробляє молекули під назвою VP16 і ICP0, які можуть видалити оболонку, дезактивувати захисні молекули клітини-господаря та дозволити вірусу розмножуватися.

Інший механізм, який використовує IFI16 для боротьби з HSV-інфекцією, полягає в нейтралізації VP16 і ICP016. За звичайних обставин, коли клітина не готується відбивати вірусного загарбника, в ядрі є деяка кількість IFI16. Але цього фонового рівня IFI16 недостатньо, щоб боротися з допоміжними білками вірусу та тримати вірус у захисній та стриманій формі.

Без виклику інтерферону до клітини, який надсилає більше IFI16, вірус перемагає в перегонах озброєнь і заражає клітину. Проте експерименти показали, що коли сигнали інтерферону викликають більш високі рівні IFI16, імунна система перемагає.

Це нинішнє дослідження повторює подібні висновки, які виявили підвищені рівні IFI16 у клінічних зразках тканин, де імунна система успішно контролювала симптоми близькоспорідненого вірусу ВПГ-2, надаючи важливу інформацію про молекулярний механізм, який працює для запобігання спалахам вірусу. симптоми.

Використання ідей лабораторії для покращення здоров’я людини

Найп каже, що він зацікавився біологією герпесвірусів, бувши студентом, коли одужував від мононуклеозу. Він перетворив цю цікавість на кар’єру.

Лабораторія Найпа вивчає, що відбувається на рівні молекул і клітин, коли HSV викликає симптоматичні та сплячі інфекції. Його особливо цікавить те, як імунна система господаря реагує на ВПГ. Найп застосував знання, отримані під час вивчення ВПГ, для вивчення можливостей використання генетичного матеріалу ВПГ для доставлення вакцин проти ВІЛ, ГРВІ, гарячки Західного Нілу та сибірської виразки.

«Рішення головоломок, які лежать в основі базової біології про те, як ці віруси взаємодіють з ядром клітини-господаря та імунною системою, є безмежно захоплюючим, а пошук нових способів застосування цих знань для боротьби з хворобами — безмежно корисним» — казав Найп. «Найцікавішим є те, що ми лише дряпаємо поверхню глибоких знань, якими ми можемо скористатися для цієї боротьби».

ДЖЕРЕЛО: https://www.news-medical.net