Вирусы не всегда убивают клетки, которые они инфицируют.
Исследователи из Базельского университета в ходе экспериментов на мышах обнаружили, что клетки обладают способностью к самовосстановлению и уничтожению вирусов. Однако эти клетки претерпевают долгосрочные изменения. Полученные результаты могут дать подсказку, почему пациенты, излечившиеся от гепатита С, в течение многих лет после этого более подвержены раку печени.
Для размножения вирусам необходима инфраструктура клеток организма. Для многих типов вирусов это в конечном итоге означает смерть пораженной клетки, если ее мембрана растворяется, а вновь созданные вирусы разлетаются, чтобы атаковать новые клетки. Но некоторые вирусы не убивают клетки, которые они заражают - предположительно, с целью поддержания инфекции как можно дольше. К ним относятся вирусы гепатита В и С, которые вызывают хронические инфекции у людей.
До сих пор считалось, что такие вирусы навсегда остаются в инфицированных клетках организма. Однако исследовательская группа под руководством профессора Даниэля Пиншевера из Базельского университета сообщает в журнале Journal of Experimental Medicine, что это не так. В их экспериментах использовался мышиный вирус под названием вирус лимфоцитарного хориоменингита (LCMV), который вызывает хроническую инфекцию у мышей - подобно вирусу гепатита С у людей - и также поражает печень.
Эта модель позволила исследователям продемонстрировать, что вирус исчезает из инфицированных клеток печени через определенный промежуток времени. Пока неясно, как именно это происходит. Однако исследователи смогли исключить возможность того, что для этого клетки нуждаются в поддержке иммунных клеток. "Похоже, клетки печени имеют свой собственный механизм удаления вируса изнутри", - говорит Питер Ройтер, один из двух ведущих авторов исследования. Хроническая инфекция, вызываемая такими вирусами, основана на непрерывном заражении новых клеток".
Несмотря на поразительную способность клеток к самовосстановлению, инфекция не проходит мимо них бесследно. Как показал дальнейший анализ исцеленных клеток, их генетический профиль остался измененным: те же гены больше не считывались в том же количестве, что и в клетках, не подвергшихся инфекции. Изменения особенно затронули гены, связанные с делением клеток и клеточным метаболизмом. Однако пока неясно, как долго сохраняются эти изменения.
"Мы видим значительные параллели с другими исследованиями излеченных пациентов с гепатитом С. Их ранее инфицированные клетки печени показывают изменения в генетическом материале, которые влияют на генетические программы, - объясняет Катрин Мартин, соавтор статьи. Это убедительно свидетельствует о том, что результаты, полученные сейчас на мышах, могут быть экстраполированы на человека, по крайней мере, в некоторых важных аспектах".
"Можно предположить, что эти долгосрочные изменения являются одной из причин повышенного риска развития рака печени у излеченных пациентов с гепатитом С".
В ходе дальнейших исследований ученые намерены выяснить, влияют ли подобные изменения в генетических программах на клетки других органов после временных вирусных инфекций. В то же время они хотят определить механизм, с помощью которого клетки организма избавляются от вирусов.
"С медицинской точки зрения возникают два вопроса", - заключает Пиншевер. "Как можно предотвратить распространение этих вирусов от клетки к клетке при хронической инфекции и, таким образом, воздействовать на большое количество клеток? И можно ли обратить вспять изменения в генетическом профиле и предотвратить последующее повреждение?". Он добавляет, что вопрос о долгосрочных изменениях после вирусной инфекции касается и других заболеваний, таких как астма и длительный ковид.
Peter Reuther et al. Персистентная инфекция РНК-вируса недолговечна на уровне одной клетки, но оставляет транскриптомные следы (аннотация).
Некоторые РНК-вирусы могут создавать пожизненную персистентную инфекцию в организме млекопитающих, но судьба отдельных инфицированных вирусом клеток остается неопределенной. В данном исследовании мы использовали рекомбиназу Cre, кодирующую вирус лимфоцитарного хориоменингита, для создания персистентной инфекции у мышей. Инфицированные вирусом гепатоциты подверглись спонтанному нецитолитическому клиренсу вируса независимо от сигнала интерферона I или II типа или адаптивного иммунитета. Вирусный клиренс сопровождался постоянным транскриптомным следом, связанным с пролиферацией и ремоделированием внеклеточного матрикса, иммунным ответом и метаболизмом.
Значительное совпадение с устойчивыми эпигенетическими изменениями у пациентов, излечившихся от HCV, позволило предположить наличие универсального транскриптомного следа, вызванного РНК-вирусом. Внутриклеточный клиренс происходил и в культуре клеток при последовательных циклах заражения и реинфекции, разделенных периодом относительной рефрактерности к инфекции. Наше исследование показывает, что системная персистенция прототипичного нецитолитического РНК-вируса зависит от непрерывного распространения и реинфекции. Неопределенные механизмы, присущие клеткам, предотвращают персистенцию вируса на уровне отдельных клеток, но приводят к глубоким транскриптомным изменениям в очищенных от вируса клетках.
