Вирус, переносимый клещами, использует холестериновые рецепторы чтобы проникнуть в клетку.
Возбудитель конго-крымской геморрагической лихорадки (ККГЛ) вызывает заболевание, которое начинается как грипп, но в конечном итоге может привести к тяжелым кровотечениям, повреждению печени и смерти в 10-40% случаев. С наступлением климатических изменений вирусы, передающиеся клещами, быстро распространяются по всему миру. Предположения о том, что вирус ККГЛ распространился по нескольким странам, было достаточно, чтобы подтолкнуть Ванессу Монтейл, биолога из Каролинского института (Швеция), к действию.
Ранее механизм проникновения вируса Крымского Конго в клетки человека был неизвестен. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Microbiology, Монтейл и ее коллеги обнаружили, что вирус связывается с рецепторами липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), которые удерживают холестерин внутри клетки. Эти результаты могут быть полезны для разработки вакцин или других методов борьбы с вирусом.
Монтейл и ее коллеги сначала выяснили, где вирус может прикрепляться к клеткам. Для этого исследователи произвольно мутировали отдельные аминокислоты в гаплоидных клетках грызунов, а затем подвергли эти клетки воздействию вируса ККГЛ. «Клетки, которые выживут, будут иметь некоторые мутации в генах, кодирующих белки, которые важны для проникновения вируса», - пояснила Монтейл. Выбрав выжившие клетки и проведя их секвенирование, ученые обнаружили, что все клетки содержат мутации в генах рецепторов ЛПНП, что указывает на то, что эти рецепторы, вероятно, важны для проникновения вируса.
Затем ученые использовали CRISPR-Cas9 для нокаута генов рецепторов ЛПНП в нескольких клеточных линиях (включая человеческую) и обнаружили, что вирусная инфекция значительно уменьшилась по сравнению с необработанными контрольными клетками. Аналогичным образом, когда они использовали ту же методику для нокаута генов рецепторов ЛПНП в органоидах кровеносных сосудов человека - маленьких скоплениях капилляроподобных структур, полученных из стволовых клеток, - они обнаружили такое же снижение инфекции при внесении вируса ККГЛ. Это указывало на то, что в кровеносных сосудах человека рецепторы ЛПНП, вероятно, играют важную роль, позволяя вирусу проникать в сосудистую систему.
Учитывая эти результаты, авторы проверили, будет ли вирус связываться непосредственно с белком рецептора ЛПНП. Добавив в клетки растворимый белок рецепторов ЛПНП - стратегия сродни использованию «молекулярной приманки», отвлекающего фактора, с которым вирус связывается вместо клетки, исследователи заблокировали вирус от инфицирования клеток, причем возрастающая концентрация белка ЛПНП обеспечивала большую защиту.
Затем они сосредоточили свое внимание на вирусе и определили, какие вирусные белки участвуют в его связывании с рецептором. Они вставили флуоресцентный репортер в ген рецептора ЛПНП в человеческих клетках, а затем добавили в культуру клеток вирусные белки-кандидаты. Особенно интересно было выяснить, будут ли два гликопротеина вируса ККГЛ (Gc и Gn) опосредовать взаимодействие вируса с рецептором. Исследователи обнаружили, что Gc напрямую связывается с рецептором ЛДНП, а Gn - нет. Однако, когда Gc и Gn добавляли вместе, наблюдался синергетический эффект связывания. «Когда мы добавляем Gn к Gc, мы увеличиваем сродство Gc к рецепторам», - пояснила Монтейл.
Результаты исследования дополняют выводы, опубликованные ранее в этом году в журнале Cell Research, которые также указывают на то, что рецепторы ЛПНП являются входными воротами для патогена. «Сегодня мы можем сказать, что ЛПНП действительно является рецептором для [вируса] ККГЛ», - утверждает Монтейл. Она уверена, что их работа вносит дополнительную ясность в вопрос о других белках и механизмах, с помощью которых происходит проникновение вируса.
Деннис Бенте, микробиолог из Техасского медицинского университета, не участвовавший в исследовании, считает, что синхронность этих двух работ очень важна для всей области, особенно потому, что вирус ККГЛ требует чрезвычайных мер биоконсервации и труден для изучения. «Это ключевое открытие в молекулярной вирусологии вируса», - сказал он. Однако Бенте отметил, что рецепторы ЛПНП, вероятно, не единственный способ проникновения вируса в клетки и необходимо проделать дополнительную работу, чтобы более точно описать все пути, которыми этот вирус может заразить человека.
В то же время Монтейл с нетерпением ждет возможности использовать полученные результаты в терапевтических целях. Она надеется разработать белки, которые смогут связываться с самим вирусом, но при этом не будут мешать механизму выведения холестерина из организма, поскольку полная блокировка рецепторов ЛПНП, скорее всего, нарушит важнейшие метаболические функции. «Возможно, когда-нибудь это можно будет использовать в качестве лечения, чтобы спасти людей и помочь им избежать тяжелой формы заболевания», - говорит она.
