По данным исследования, проведённого учёными из Стэнфордского университета (Stanford University) и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco), временное отключение одного белка в клетках может защитить нас от простуды и других вирусных заболеваний.
Результаты были получены на культурах как мышиных клеток, так и человеческих.
«Наши бабушки всегда спрашивали: „Если ты такой умный, то почему не придумал лекарство от простуды?“ — Говорит Джан Каретт (Jan Carette), доцент кафедры микробиологии и иммунологии. — Теперь у нас есть новый способ её лечения».
Простуда, или инфекции верхних дыхательных путей, не связанные с гриппом, по большей части, заставляет нас болеть в течение недели. Это самое распространённое инфекционное заболевание в мире. По крайней мере половина всех простудных заболеваний вызвана риновирусными инфекциями. Существует около 160 известных типов риновируса, что позволяет объяснить, почему, переболев простудой, можно заболеть ею ещё и месяцем позже. Ещё хуже то, что риновирусы подвержены сильным мутациям, и, как следствие, быстро развивают устойчивость к лекарствам, а также избегают иммунного ответа, связанного с предыдущим воздействием или вакцинацией.
В исследовании, опубликованном в Nature Microbiology, Каретт и его коллеги нашли способ остановить размножение различных энтеровирусов, включая риновирусы, в культурах человеческих и мышиных клеток. Они добились этого, выведя в клетках из строя белок, необходимый для размножения энтеровирусов.
Один из самых известных и опасных энтеровирусов — вирус полиомиелита. До появления эффективной вакцины в 1950-х он ежегодно приводил к параличу и смерти многих тысяч детей. Другой тип энтеровируса, EV-D68, с 2014 года был причиной загадочных двухлетних вспышек полиомиелитоподобного заболевания, острого вялого миелита. Другие энтеровирусы могут вызвать энцефалит и миокардит — воспаление мозга и сердца соответственно.
Как и все вирусы, энтеровирусы свободно распространяются. Чтобы размножаться, они используют белки заражаемых ими клеток.
Чтобы увидеть, какие белки в человеческих клетках имеют решающее значение для способности энтеровирусов к размножению, исследователи использовали общегеномный скрининг, разработанный в лаборатории Каретта. Они культивировали человеческие клетки, подверженные инфицированию энтеровирусами. Затем учёные редактировали гены, чтобы отключить один из них в каждой клетке. Полученная в результате этого культура содержала клетки с отсутствующими генами.
Учёные заразили созданную ими культуру риновирусом RV-C15, усугубляющим астму у детей, а потом вирусом EV-D68, связанным с острым вялым миелитом. В каждом случае некоторым клеткам удавалось выжить после инфекции и размножиться в колониях. Учёные определили, какие гены в каждой из сохранившихся колоний, были отключены. Хотя RV-C15 и EV-D68 — энтеровирусы, они отличаются друг от друга таксономическими характеристиками и для реализаций стратегий копирования им необходимы различные белки-хозяева. Таким образом, человеческие гены, кодирующие белки, требуемые для того, чтобы вирусы плодились, разные. Но существовала лишь небольшая часть отдельных генов, отсутствие которых подавляло способность обоих вирусов проникать внутрь клеток и размножаться. Особенно выделялся один ген, кодирующий фермент под названием SETD3.
Учёные создали культуру клеток без SETD3 и попытались заразить её несколькими видами энтеровируса EV-D68, полиовируса, тремя различными типами риновируса и двумя разновидностями вируса Коксаки, вызывающего миокардит. Ни один из этих вирусов не мог размножаться в клетках, где был отключён SETD3.
Исследователи отметили тысячекратное снижение показателя репликации вируса в клетках человека, с отсутствующим SETD3, по сравнению с контрольной группой. Инактивирование SETD3 в бронхиальных эпителиальных клетках человека, инфицированных различными риновирусами или EV-D68, стократно снижает редупликацию вирусов.
Генно-модифицированные мыши с полным отсутствием SETD3, дожили до зрелого возраста и сохранили способность к размножению, а также оказались устойчивы к двум различным энтеровирусам, способным вызвать энцефалит, даже когда эти вирусы были введены непосредственно в мозг мышей вскоре после их рождения.
«В отличие от обычных мышей, мыши с отсутствием SETD3 не были поражены вирусом, — говорит Каретт. — Конец пришёл вирусу, а не мыши. Это даёт нам надежду, что мы сможем разработать препарат с широкой противовирусной активностью не только против простуды, но против любых энтеровирусов, не нарушая нормальную работу SETD3 в клетках».
Стоит, однако, помнить, что далеко не всегда, обнадёживающие результаты, работающие в клеточных культурах и на животных моделях, переносимы на человеческий организм.
