Клетки получают аппетит к вирусам: открыт ключевой ген

Исследователи из UT Southwestern определили ключевой ген SNX5, необходимый клеткам для поглощения и уничтожения вирусов. Открытие, опубликованное в Nature, может привести к новым методам усиления иммунного ответа против вирусных инфекций, включая COVID-19.

Уникальный путь для вирусов

Клетки используют процесс аутфагии ("самопоедания") для утилизации клеточного "мусора". Однако оставалось неясным, существует ли специальный путь аутфагии, нацеленный именно на вирусы.

Чтобы это выяснить, команда под руководством Сяонана Дона провела масштабный скрининг. Ученые манипулировали зараженными вирусами человеческими клетками, поочередно "выключая" более 18 000 генов и наблюдая за эффектом на аутфагию. В качестве моделей использовались:

• Вирус простого герпеса 1 типа (HSV-1)

• Синдбис-вирус (переносится комарами)

Ключевая роль гена SNX5

Анализ выявил 216 генов, потенциально вовлеченных в вирусную аутфагию. С помощью биоинформатики ученые сузили поиск до ключевого игрока — гена sorting nexin 5 (SNX5). Этот ген кодирует белок, участвующий в рециклинге мембранных белков через эндосомы — путь, который часто используют вирусы для проникновения в клетку.

Эксперименты подтвердили его специфическую роль:

• При "выключении" SNX5 способность клеток к аутфагии HSV-1 и Синдбис-вируса резко снижалась.
• При этом общая аутфагия для "уборки" клетки или удаления бактерий оставалась нетронутой.
• Эффект распространялся и на другие вирусы: Зика, Западного Нила, чикунгунья, полиовирус, Коксаки B3 и грипп А. Это указывает, что SNX5 — часть общего механизма защиты от широкого спектра вирусов.

Последствия для инфекции

Дальнейшие опыты показали:

• Удаление SNX5 значительно повышало восприимчивость к инфекции как в культурах клеток, так и у взрослых и молодых животных.
• Если же клетки заражали вирусами, которые сами подавляли аутфагию, потеря SNX5 не приводила к усилению инфекции.

"Эти результаты показывают, что у клеток действительно есть уникальный путь для вирусной аутфагии, и, вероятно, SNX5 стоит у его руля", — объясняет Дон.

Перспективы для терапии

Открытие не только решает давнюю загадку в биологии, но и открывает новые терапевтические возможности. Большинство современных методов борются с вирусами через их индивидуальные слабости, что требует уникальной стратегии для каждого типа.

"Изучая, как клетки естественным образом захватывают и уничтожают вирусы, мы можем найти способы усилить этот процесс. Это позволит создать более общую стратегию для разработки широкоспектральных противовирусных препаратов", — говорит Дон.

Исследование стало частью научного наследия д-ра Бет Левайн, всемирно известного лидера в изучении аутфагии, со-руководителя работы, скончавшейся в июне. Со-руководителем также выступил д-р Рамник Дж. Ксавьер из Гарвардской медицинской школы.

"Это прекрасное исследование, которое further укрепляет наследие д-ра Левайн и работы членов ее лаборатории", — отмечает д-р Джули Пфайффер, профессор микробиологии UT Southwestern, участвовавшая в исследовании.