Готовность к войне: как клетки выживают при вирусном вторжении

Новое исследование Института Вейцмана, опубликованное в Nature Microbiology, показывает: чем выше рутинный уровень противовирусных белков в клетке, тем больше шансов предотвратить захват вирусом.

Когда вирус попадает в клетку, он может захватить механизмы производства белков, заставив их создавать свои копии. Однако заражение не всегда приводит к активной инфекции. Иногда вирусу не удаётся захватить клетку, и он остаётся в ней в латентном состоянии на годы, как, например, вирусы герпеса.

Исследовательская группа под руководством доктора Михаэль Шварц из лаборатории профессора Ноама Штерн-Гиноссара сосредоточилась на цитомегаловирусе человека (члене семейства герпесвирусов). Учёные отслеживали процесс заражения в двух группах иммунных клеток — макрофагах и их клетках-предшественниках — в течение 144 часов, секвенируя РНК отдельных клеток в разные моменты времени.

Через несколько часов после заражения клетки разделились на две группы:

• Одни продолжали производить только свои белки.
• Другие начали производить вирусные белки, что запускает необратимый процесс размножения вируса и его распространения по организму.

Анализ показал, что вирусу не удалось захватить клетки, которые ещё до заражения производили больше противовирусных защитных белков. В этих клетках вирус остался в латентном состоянии. Клетки с более низким рутинным производством защитных белков оказались уязвимы для захвата.

Это открытие меняет представление о роли защитных белков. Ранее было известно, что их массовая выработка запускается в ответ на вирусное вторжение через сигналы интерферонов. Теперь же выяснилось, что эти белки играют решающую роль ещё до начала инфекции, выступая в роли превентивного «щита».

Это может объяснить, почему цитомегаловирусы часто накапливаются в латентном состоянии в стволовых клетках костного мозга, которые, как известно, производят относительно высокий уровень защитных белков.

Также учёные обнаружили, что зрелые макрофаги, которые считались хозяевами только активной инфекции, тоже могут содержать латентный вирус. Это означает, что клетки не делятся строго на две категории, а их судьба (активная или латентная инфекция) зависит от уровня производства защитных белков. Таким образом, в организме могут существовать неизвестные резервуары латентных вирусов в различных типах клеток.

«Латентные вирусы представляют экзистенциальную угрозу для пациентов с иммуносупрессией и реципиентов трансплантатов. Понимание механизмов, определяющих, останется ли вирус латентным или вызовет болезнь, критически важно для разработки эффективных методов лечения», — говорит профессор Ноам Штерн-Гиноссар.