Для этого вирус должен найти способ проникнуть в клетки человеческого тела, не вызывая срабатывания сигнализации, и остаться там без предупреждения. Это то, как работает ВИЧ, а также то, как вирусы из семейства герпесвирусов, такие как цитомегаловирус человека (HCMV), делают свое дело.
В новом исследовании, опубликованном в Science Advances, группа исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон показывает, что отдельные клетки человеческого тела имеют вооружение, предназначенное для предотвращения достижения и поддержания этой задержки HCMV, чтобы пролить свет на вирус, чтобы иммунная система система умеет бороться. Но вирус, в свою очередь, разработал способы помешать этой защите.«Мы называем это гонкой вооружений», — говорит руководитель исследования Роб Калейта, профессор молекулярной вирусологии и онкологии в UW-Madison. «Вирус развивает механизм сохранения, человеческие клетки развивают способ победить этот механизм, вирус развивает способ победить то, что только что эволюционировала клетка».
По словам Олбрайт, исследование показывает, что есть потенциальные способы вмешаться в этот процесс. Его со-ведущими авторами являются аспирантка Университета Вашингтона в Мэдисоне Эмили Олбрайт и бывший постдокторант Сон Хи Ли.HCMV быстро заражает людей по всему миру.
Особенно уязвимы люди с ослабленной или ослабленной иммунной системой. У новорожденных вирус может вызывать глухоту, умственную отсталость и нарушения обучения. Другие вирусы семейства герпесвирусов могут вызывать рак, опоясывающий лишай и мононуклеоз.
Как только люди заражаются, у них будет вирус на всю жизнь из-за его способности циклически переключаться между латентным и активным состояниями в организме.«Наша иммунная система довольно хорошо борется с литическими (активными) герпесвирусами, но у нее нет шансов против латентного резервуара», — говорит Калейта.Иммунная система человека состоит из двух основных ветвей: врожденной и адаптивной. Один из них более общий — немедленная реакция на порез на коже, а другой — более специализированный, специфически реагируя на различные патогены, вторгающиеся в организм.
Но есть третья, совсем недавно описанная рука, называемая внутренним иммунитетом, когда отдельные клетки организма защищают себя от инфекции, не задействуя иммунную защиту организма.Активный HCMV очевиден для врожденной и адаптивной иммунной систем организма, вырабатывая белки и другие вирусные материалы, которые служат сигналом тревоги для системы безопасности организма.Но скрытый HCMV останавливает процессы, позволяющие его обнаружить.
Предыдущие исследования в лаборатории показали, что как только HCMV попадает в клетку, он быстро становится латентным, проникая в ядро клетки и кооптируя клеточный белок под названием Daxx — часть внутренней иммунной системы — для прекращения собственной репликации. процесс воспроизведения своего генетического материала для создания большего количества копий самого себя. В противном случае этот процесс вызвал бы реакцию здоровой иммунной системы. Вместо этого он может прятаться и ждать, пока иммунная система человека ослабнет.
В новом исследовании, расширяющем то, что ученые ранее понимали о внутреннем иммунитете, исследователи обнаружили, что клетки могут впоследствии реагировать на латентный HCMV, используя другие клеточные белки, называемые лизиндеметилазами, для реактивации вируса.
«Когда вы думаете о защите от вируса, вы обычно думаете о том, чтобы его выключить, но это то, что вирус хочет делать, когда становится латентным», — говорит Калейта. «Итак, эта внутренняя иммунная система пытается превратить ее из латентной в литическую инфекцию, чтобы у нас, по крайней мере, был шанс бороться с ней».Но коварный вирус сопротивляется.
Исследовательская группа выяснила, что вирус приносит с собой в клетку белок под названием UL138, который блокирует клеточные лизиндеметилазы от повторного включения вируса.«Мы показали, что UL138 предотвращает попадание клеточных белков в вирусный геном, и если они не могут попасть туда, они не могут его включить», — говорит Олбрайт.
Исследователи еще не уверены, как UL138 справляется с этим. Клеточные белки расположены в ядре клетки, где вирус поддерживает свой генетический материал. Но UL138, вирусный белок, на самом деле находится вне ядра, в клеточном компоненте, называемом Гольджи. Вирусный белок вне ядра каким-то образом препятствует доступу клеточных белков ядра к вирусному геному, который также находится в ядре.
«Мы хотели бы знать, как это работает», — добавляет Олбрайт.Изучение HCMV раскрывает новые способы функционирования клеток человека, подчеркивая роль белков и других факторов, которые никогда ранее не описывались подобными способами.
Это открывает новые возможности для научных исследований.«Мы показали, что клетки могут защищаться от латентных вирусов», — говорит Калейта.«Так что, если клетки могут это делать, то, может быть, и ученые.
Мы находимся до этого годами, но это дает нам надежду на то, что лекарства возможны».Соавторами исследования также являются исследователи из UW-Madison Чон-Хи Ли и Дерек Джейкобс, при финансовой поддержке Национального института здоровья.