«Вирусы — фантастические инструменты, проливающие новый свет на биологию человека», — говорит Неван Кроган, доктор философии, старший научный сотрудник Института Гладстона и автор-корреспондент обеих статей. «Вирусы — относительно простые организмы — часто у них всего около 10-20 генов — но они наносят ущерб нашей системе, воздействуя на ключевые белки и важные функциональные пути во всех основных биологических процессах. Это дает нам прекрасное представление о том, какие важнейшие механизмы это те, которые захватываются во время заражения, и это помогает нам разрабатывать новые стратегии предотвращения или сдерживания болезней ".
В первом исследовании доктор Кроган, который также является профессором клеточной и молекулярной фармакологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) и директором отделения UCSF Калифорнийского института количественных биологических наук (QB3), сотрудничал с Гладстоном. старший научный сотрудник Мелани Отт, доктор медицины, доктор философии, чтобы составить карту взаимодействия между белками ВГС и белками в клетках печени человека, инфицированными ВГС. Это привело к более чем 5000 взаимодействий вирус-хозяин-белок-белок, которые исследователи сузили до 139 ключевых соединений, необходимых для инфекции ВГС, включая все 10 белков ВГС и 133 белка в клетках печени-хозяина.
Хотя пациенты получили пользу от многочисленных достижений в лечении ВГС, остается неизвестным, как вирус повреждает печень. Карта взаимодействия ВГС, подготовленная первыми авторами, Холли Рэймидж, доктор философии, и Дж.
Ренука Кумар, доктор философии, может помочь на этом фронте.«Мы еще многого не знаем о ВГС, например, как он поражает клетки, какие процессы он нарушает и почему он так вреден для организма», — объясняет доктор Отт, который также является профессором медицины в UCSF. «Белковый интерактом предлагает нам беспристрастный и глобальный взгляд на то, как вирус влияет на инфицированные клетки, и это может помочь нам начать отвечать на многие важные вопросы. В конечном итоге эта информация может направить нас к новым потенциальным возможностям профилактического лечения сопутствующие патологии печени, такие как фиброз и рак ».Удаляя взаимодействующие белки-хозяева из клетки по одному, исследователи смогли определить, каков их функциональный вклад в процесс заражения: были ли белки-хозяева захвачены вирусом и использованы для распространения инфекции, или же они были частью защитного механизма против вируса.
Это выявило новый критический механизм хозяина, который инактивирует и узурпирует вирус гепатита C, чтобы поддерживать свое собственное выживание и репликацию.Второе исследование, проведенное в сотрудничестве доктора Крогана и Бритт Глаунсингер, доктора философии из Калифорнийского университета в Беркли, привело к созданию крупнейшего в истории взаимодействия белка вируса-хозяина, когда-либо созданного с использованием вируса герпеса KSHV. Это привело к ошеломляющим 50 000 взаимодействий вируса с белком-хозяином, примерно 500 из которых оказались вовлеченными в вирусную инфекцию.KSHV вызывает саркому Капоши, рак, который обычно встречается у пациентов со СПИДом, поэтому исследователей особенно интересовало, где точки взаимодействия для KSHV перекрываются с точками взаимодействия для ВИЧ или рака.
Исследователи обнаружили, что латентные белки в KSHV — те, которые связаны с активным состоянием вируса — манипулируют теми же генами, которые мутировали в саркоме Капоши. Кроме того, обнаружилось значительное перекрытие между белками-хозяевами, которые взаимодействовали как с KSHV, так и с ВИЧ. Пересечение двух вирусов предполагает, что эти точки взаимодействия между хозяином и белком особенно важны и, следовательно, могут быть идеальными мишенями для новых, более универсальных терапевтических средств, чтобы остановить инфекцию.
«Разработка лечения, нацеленного на некоторые из этих клеточных механизмов, может предложить серебряную пулю для борьбы с болезнями — не только для KSHV или HCV, но и для любого количества вирусных инфекций», — говорит доктор Кроган. «Идентифицируя наиболее важные клеточные компоненты, которые вирусы захватывают и повторно связывают, мы можем более разумно разрабатывать лекарства, нацеленные на слабые места вируса и места его взаимодействия с хозяином».