Млекопитающие защищаются от вирусов иначе, чем беспозвоночные
Долгое время биологи задавались вопросом, используют ли млекопитающие элегантную систему защиты от вирусной инфекции, как насекомые, бактерии и другие беспозвоночные. Два последовательных исследования в журнале Science в прошлом году утверждали, что ответ — «да». Однако новое исследование, опубликованное в Cell Reports учёными из Медицинской школы Икан на горе Синай, показало обратное.
Исследование Mount Sinai показало, что система защиты беспозвоночных — РНК-интерференция (RNAi) — не используется млекопитающими для борьбы с вирусами, как утверждали некоторые. RNAi — это малые молекулы, которые присоединяются к молекулярным «ножницам», используемым беспозвоночными для разрезания вторгающихся вирусов.
По словам старшего автора исследования Бенджамина тенОвера, млекопитающие используют форму RNAi для тонкой настройки экспрессии сотен генов, координирующих развитие в утробе. Однако никогда не было ясно, используют ли взрослые млекопитающие RNAi так же, как растения и насекомые. «У млекопитающих есть клеточные механизмы, которые выглядят способными производить RNAi для борьбы с вирусом, но мы считаем, что они помогают производить только другие малые РНК-продукты, называемые микроРНК, которые не являются противовирусными», — говорит д-р тенОвер.
Правильный ответ важен, поскольку RNAi изучается как потенциальная основа для новых видов лекарств для лечения гемофилии, бета-талассемии и многих вирусных инфекций.
«Мы считаем, что наши результаты разрешают давние споры о том, используют ли млекопитающие, включая людей и мышей, RNAi для борьбы с вирусами. И ответ — хорошая новость», — говорит он. «Разработчикам лекарств, заинтересованным в использовании RNAi, не стоит беспокоиться, что такие препараты могут нарушить иммунный ответ человека. Согласно нашим выводам, это не проблема».
Известно, что млекопитающие отражают вирусы с помощью системы на основе интерферонов — сигнальных белков, которые усиливают атаку организма на захватчиков. Открытие, что млекопитающие не используют RNAi против вирусов, предполагает, что препараты на основе RNAi могли бы дополнять существующий интерфероновый ответ. «Мы могли бы использовать эту мощную машину уничтожения вирусов с помощью RNAi, когда естественного человеческого иммунитета недостаточно», — отмечает д-р тенОвер.
Чтобы ответить на вопрос, команда исследователей использовала вирус, вызывающий язвы во рту у коров и свиней. Они удалили часть вируса, вызывающую болезнь, сделав его безвредным и уязвимым как для RNAi, так и для интерферонов. Затем они дали этому безвредному вирусу способность блокировать либо интерферон, либо RNAi.
В экспериментах на мышах:
- Когда вирус был спроектирован для блокировки интерферона, иммунная защита не сработала, и вирус процветал.
- Когда вирус мог блокировать RNAi, у животных развивалась мощная защита на основе интерферонов, которая ещё больше ослабляла вирус.
Тот же результат наблюдался, когда вирус, блокирующий RNAi, вводили генетически модифицированным мышам, не способным производить интерфероны. «Если бы млекопитающие использовали и интерферон, и RNAi, мы бы увидели, что вирус, блокирующий RNAi, процветает в этой ситуации — но этого не произошло», — говорит д-р тенОвер. По его словам, это самые убедительные опубликованные данные, опровергающие недавние утверждения о существовании противовирусной RNAi у млекопитающих.