Модель помогает сузить поиск хозяев вируса Эбола среди видов летучих мышей
Летучие мыши широко признаны основными хозяевами филовирусов, таких как Эбола, однако конкретные виды-хозяева эболавирусов окончательно не известны. В исследовании под руководством Калифорнийского университета в Дэвисе и Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна ученые разработали новый инструмент для сужения круга потенциальных видов-хозяев филовирусов и лучшего определения приоритетов в наблюдении за дикой природой. Это часть глобальных усилий по предотвращению перехода вирусов от животных к людям.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Host & Microbe, проливает свет на молекулярные правила, определяющие, как филовирусы распознают свой рецептор, и помогает выявить неизвестных хозяев этих вирусов.
"Фундаментальный вопрос: откуда произойдет следующая вспышка эболавируса?" — говорит соавтор Саймон Энтони. — "Если мы не знаем, кто является хозяином в дикой природе, мы не можем знать, как, где или когда это произойдет".
Крупнейшая вспышка филовируса, вызванная вирусом Эбола, произошла в трех западноафриканских странах с 2014 по 2016 год. Она унесла жизни более 11 000 человек и заразила более 28 000. Совсем недавно, в сентябре прошлого года, в Руанде началась вспышка филовируса, вызванная вирусом Марбург, в результате которой погибло не менее 15 человек и зарегистрировано 66 случаев.
Как вирус проникает в клетку
Это исследование — самое масштабное на сегодняшний день изучение связывания филовирусов с рецепторами у летучих мышей. Чтобы проникнуть в человеческую клетку, гликопротеин эболавируса должен прикрепиться — или связаться — с клеточным рецептором.
В 2011 году соавтор Картик Чандран помог открыть, что критическим рецептором для проникновения вируса Эбола является белок, участвующий в транспорте холестерина, — Ниманна-Пика тип C1 (NPC1).
"Примечательно, что все известные на сегодняшний день филовирусы требуют NPC1 в качестве рецептора", — сказал Чандран.
В этом исследовании авторы провели масштабные анализы связывания, чтобы оценить, насколько хорошо гликопротеины разных филовирусов взаимодействуют с белками NPC1 летучих мышей. Они также использовали машинное обучение для расшифровки генетического кода, лежащего в основе связывания с рецептором для этих вирусов.
Затем исследователи сосредоточились на видах летучих мышей, чьи белки NPC1 сильно связываются с гликопротеином вируса Эбола и которые обитают в регионах, где ранее происходили вспышки Эболы. Это помогает сузить круг видов летучих мышей, имеющих высокий потенциал быть хозяевами вируса.
"Для меня это соединение двух, казалось бы, несвязанных частей головоломки — географической информации и молекулярных данных — чтобы решить вопрос: смогут ли эти летучие мыши быть хозяевами вируса или нет?" — сказал соавтор Горка Ласо.
Направление будущего наблюдения
Эта работа может направлять будущие усилия по наблюдению для определения природного резервуара вируса Эбола и других родственных вирусов. По мере открытия новых эболавирусов и их вариантов ученые также могут использовать этот метод для оценки их потенциала заражения людей.
"Надеюсь, это проложит путь вперед не только для филовирусов, но и для других вирусов", — сказал Ласо.
Исследование было частично вдохновлено работой Чандрана 2015 года, которая показала, что африканские соломенно-цветные плодовые летучие мыши, по-видимому, устойчивы к заражению вирусом Эбола. Вирус Эбола плохо связывался с рецептором NPC1 этих летучих мышей.
"Это действительно поразило меня, — сказал Энтони. — Стало ясно, что некоторые виды не могут быть хозяевами, потому что они не могут быть инфицированы. Информация о том, какие виды с большей или меньшей вероятностью могут быть природным резервуаром, — это информация, которой мы должны обладать".