Почему некоторые норовирусы человека GII.4 лучше других заражают клетки
Норовирусы человека, особенно штаммы GII.4, являются основной причиной острого вирусного гастроэнтерита во всем мире, для которого не существует вакцин или противовирусных препаратов. Понимание того, как эти вирусы проникают в клетки кишечника — первого шага к развитию инфекции, — может привести к созданию эффективных методов лечения.
Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и других учреждений изучили механизм проникновения норовирусов человека GII.4, сравнив доминирующий штамм GII.4 Sydney с другими вариантами GII.4.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что норовирусы человека GII.4 эволюционировали, получив уникально мощный механизм проникновения с явными штамм-специфическими различиями. Эти открытия открывают новые возможности для идентификации неуловимого рецептора норовируса человека, а также для разработки вакцин и методов лечения.
Для изучения механизма проникновения использовали вирусоподобные частицы (VLP) GII.4 и человеческие кишечные энтероиды. VLP — это неинфекционные белковые структуры, имитирующие форму и размер вирусов, но лишенные генетического материала. Человеческие кишечные энтероиды — это лабораторная модель желудочно-кишечного тракта, воспроизводящая его клеточную сложность и физиологию.
В предыдущем исследовании было обнаружено, что связывание VLP GII.4 с клетками энтероидов повреждает мембраны клеток, что запускает механизм ремонта мембран и активирует клеточный путь, известный как CLIC-путь.
В новой работе исследователи изучили механизм проникновения более детально. Они обнаружили, что после связывания с энтероидами вирусные частицы образуют кластеры на поверхности клетки, что запускает серию событий, приводящих к проникновению вируса и инфекции. Для сборки этих динамичных кластеров требуются структурные изменения в самих вирусных частицах, что запускает многоступенчатый путь проникновения.
Интересно, что не все варианты GII.4 образуют отчетливые кластеры. Кластеризующиеся штаммы (включая GII.4 Sydney) вызывают значительно больше повреждений мембраны, а также проникают и реплицируются в энтероидах лучше, чем некластеризующиеся штаммы.
При изучении различий между ними были идентифицированы две аминокислоты в выступающем домене вирусных частиц — V333 и R339, которые оказались критическими медиаторами кластеризации и проникновения. Мутация или блокирование этих аминокислот нарушало образование кластеров и проникновение вируса.
Это исследование приближает ученых к идентификации и характеристике неуловимого рецептора норовируса человека. Полученные данные также вносят важный вклад в разработку целенаправленных методов профилактики и терапии, которые, как надеются исследователи, однажды помогут снизить бремя, которое эти вирусы создают для человечества.