Как вирус герпеса пожизненно проникает в нервную систему
Герпес 1 типа запечатывается поцелуем на всю жизнь.
Огромное количество людей являются носителями HSV1 (вируса простого герпеса 1 типа), который находится в спячке в периферической нервной системе и никогда не сможет быть уничтожен.
Новое исследование Северо-Западного медицинского центра раскрыло коварную стратегию вируса по проникновению в нервную систему, открыв путь к разработке давно необходимой вакцины как для HSV1, так и для его близкого собрата HSV2, который чаще всего передается через половой контакт и может передаваться от матери к новорожденному во время родов в виде неонатального герпеса, проявляющегося в виде поражений по всему телу младенца. Большинство детей выздоравливают, но в худших случаях болезнь может вызвать повреждение мозга или распространиться по всем органам и привести к летальному исходу.
"Нам крайне необходима вакцина, чтобы предотвратить вторжение герпеса в нервную систему", - говорит Грег Смит, профессор микробиологии и иммунологии Северо-Западного университета. Новое исследование, проведенное лабораторией Смита и опубликованное в журнале Nature , позволило наметить путь к этому. Авторы обнаружили, как вирус герпеса похищает белок из эпителиальных клеток и изменяет его, чтобы тот помог ему попасть в периферическую нервную систему. Они назвали этот процесс "ассимиляцией". Это открытие может иметь далеко идущие последствия для многих вирусов, включая ВИЧ и SARS-CoV-2.
"Вирусу нужно ввести свой генетический код в ядро, чтобы он мог начать воспроизводить себя", - говорит Смит. "Он перепрограммирует клетку, превращая ее в фабрику по производству вирусов. Большой вопрос - как он попадает в ядро нейрона?".
Как и многие вирусы, герпес перемещается по железнодорожным путям в клетке, элементам цитоскелета, называемым микротрубочками, и использует белковые двигатели динеин и кинезин, чтобы двигаться по этим путям. Группа Смита обнаружила, что герпес использует кинезиновый двигатель, который он приносит с собой из других клеток, чтобы переправить его в ядро нейрона. Белок кинезина становится дезертиром, чтобы служить целям вируса.
"Узнав, как вирус добивается этого невероятного успеха, чтобы попасть в нашу нервную систему, мы теперь можем подумать о том, как лишить его этой способности", - сказал Смит. "Если вы сможете помешать вирусу ассимилировать кинезин, вы получите вирус, который не сможет инфицировать нервную систему. И тогда у вас появится кандидат на профилактическую вакцину".
Представьте клетку в виде железнодорожной станции. Все пути ведут к узлу, называемому центросомой. У поездов есть два типа двигателей: белки динеин и кинезин. Один движется к центросоме - скажем, в центр города, - а другой отходит от нее к окраинам. Когда типичный вирус, например, гриппа, инфицирует эпителиальные клетки слизистой оболочки, он цепляется за оба двигателя и движется вперед и назад по микротрубочкам, пока в конце концов не попадает в ядро более или менее случайно. В целом, путь из пригорода в ядро через центросому - это короткая поездка.
Но путешествие по нервам - это эквивалент поездки по пересеченной местности. Герпес запрыгивает на динеиновый двигатель для этого путешествия, но он также следит за тем, чтобы кинезиновые двигатели не вернули его обратно тем же путем, каким он пришел. "Это долгий путь", - говорит Смит. "Вероятно, ему требуется восемь часов, чтобы пройти путь от конца нейрона до центра". Но динеиновый двигатель не может доставить его дальше узла. Вирусу герпеса нужно добраться до ядра. Тогда он залезает в свой "карман" и достает кинезиновый двигатель, который он похитил из эпителиальных клеток слизистой оболочки и убедил стать частью своей команды. И в результате акта предательства этот ассимилированный кинезин переправляет его прямо в ядро.
"Это первое открытие того, как вирус перепрофилирует клеточный белок и использует его для запуска последующих раундов инфекции",
- отмечает Смит. "Мы с нетерпением ждем дальнейшего раскрытия молекулярных механизмов, которые развили эти вирусы и которые делают их, возможно, самыми успешными патогенами, известными науке".
