Новый механизм распространения флавивирусов указывает на потенциальную терапевтическую мишень
Вирусы семейства Flaviviridae, включая вирус японского энцефалита (JEV), лихорадки денге (DENV), Зика (ZIKV), Западного Нила (WNV) и клещевого энцефалита, являются значимыми арбовирусами. Они вызывают тяжёлые заболевания, в том числе неврологические: синдром Гийена–Барре, микроцефалию и лихорадку денге.
Глобальный риск таких инфекций растёт. Только DENV вызывает около 390 миллионов инфекций и 100 миллионов симптоматических случаев ежегодно, а JEV — около 70 000 случаев в год. Эффективных методов лечения инфекций, вызванных Flaviviridae, не хватает, что подчёркивает острую потребность в вакцинах и терапевтических средствах.
Ранее считалось, что жизненный цикл Flaviviridae проходит в цитоплазме, но недавние исследования показали, что кор-белки и NS5 транспортируются в ядро, что критически важно для репликации.
Идентификация молекулярных механизмов ядерной транслокации кор-белков и их блокировка может стать перспективным терапевтическим подходом.
Исследование, опубликованное в PLoS Pathogens, идентифицировало белок импортин-7 (IPO7) как переносчик, который транспортирует кор-белок флавивируса через ядерную мембрану в ядро.
Работу выполнила группа под руководством профессора Тору Окамото из Университета Дзюнтендо, включая Юми Ито и Ёити Миямото.
Исследователи пришли к этим выводам с помощью анализа транспорта белков в ядро клетки. Они подтвердили свои находки, используя клетки, в которых ген, продуцирующий IPO7, был удалён с помощью технологии CRISPR/Cas9.
«Наше исследование показало, что IPO7 является ядерным переносчиком для кор-белков Flaviviridae. С помощью анализов ядерного импорта мы также выявили, что кор-белок транспортировался в ядро через IPO7. При удалении IPO7 кор-белки не могли попасть в ядро», — объясняет профессор Окамото.
Чтобы понять, как удаление IPO7 влияет на продукцию вирусных частиц, исследователи заразили флавивирусом два типа клеток: дикого типа с интактным геном IPO7 и IPO7-дефицитные клетки, лишённые этого белка.
Несмотря на сходный уровень вирусной нагрузки в заражённых клетках, IPO7-дефицитные клетки продуцировали значительно меньше вирусных частиц. Это указывает на ключевую роль IPO7 в эффективной продукции вирусных частиц, даже если начальная репликация вируса внутри клеток была сопоставима.
Этот результат подчёркивает важную функцию IPO7 в жизненном цикле флавивируса, особенно на поздних стадиях сборки и высвобождения вирусных частиц.
Результаты исследования предполагают, что блокировка молекулярного транспортного механизма с участием IPO7 после заражения вирусами Flaviviridae может помочь снизить последующую вирусную репликацию и смягчить последствия заболеваний.
Новый терапевтический подход для вирусов Flaviviridae крайне востребован, поскольку эффективные методы лечения отсутствуют для всех вызываемых ими заболеваний, таких как лихорадка денге.
Профессор Окамото пояснил: «В настоящее время, при отсутствии специфического противовирусного препарата от денге, лечение в основном сосредоточено на поддерживающей терапии. Разработка эффективных противовирусных препаратов или вакцин имеет решающее значение. Не только вирус денге, но и JEV, и ZIKV не имеют лекарств для лечения».
В предыдущих исследованиях профессор Окамото и его коллеги идентифицировали соединения, которые ингибируют ядерную локализацию кор-белков флавивируса. Эти соединения также показали способность ограничивать вирусную репликацию.
В данной работе команда профессора Окамото сделала шаг вперёд, определив конкретный механизм, на который можно нацелиться для блокировки репликации вируса. Как объясняет профессор, текущее исследование углубляет это понимание, указывая на IPO7 как на более специфичную мишень для разработки терапии.
«Наше текущее открытие даёт возможность создавать более специфичные и эффективные ингибиторы ядерной локализации кор-белков, нацеливаясь на IPO7. Наши результаты могут привести к разработке эффективных препаратов против флавивирусов».