Как полиовирус захватывает клетки изнутри

Исследователи из Университета Умео (Швеция) впервые показали, как ведёт себя полиовирус, захватывая инфицированную клетку и заставляя её производить новые вирусные частицы. Считалось, что полиомиелит почти искоренён, но инфекция вновь обнаружена в Лондоне и Нью-Йорке.

Грозный полиовирус принадлежит к тому же большому семейству энтеровирусов, что и несколько видов обычной простуды. Было известно, что энтеровирусы кардинально перестраивают внутреннюю среду заражённых клеток, но как именно — оставалось загадкой из-за ограничений технологий. Благодаря продвинутому криоэлектронному микроскопу в Умео исследователи впервые получили трёхмерные изображения того, как полиовирус формируется и захватывает человеческие клетки.

Неожиданная роль аутофагии

Учёные идентифицировали место в клетке, где полиовирус формирует новые частицы, — «фабрику вирусов». Она оказалась похожей на поверхности, участвующие в нормальном клеточном процессе — аутофагии. В норме аутофагия разрушает частицы, от которых клетка хочет избавиться, в том числе вирусные. Однако полиовирус перепрограммирует этот защитный механизм для производства большего количества вируса.

Ключевые белки: VSP34 и ULK1

Исследование выявило важную роль двух белков:

• Белок VSP34 используется вирусом для сборки новых вирусных частиц. При его ингибировании вирус мог собирать в основном только наполовину готовые частицы.
• Белок ULK1, напротив, замедляет производство вирусов. При его ингибировании количество вируса резко возрастало, что подтвердило теорию о том, что полиовирус «отключает этот тормоз».

Точная упаковка для распространения

После размножения вирусные частицы высвобождаются из клетки в маленьких мембранных пузырьках — везикулах. Исследователи обнаружили, что происходит тщательная сортировка: в везикулы помещаются только правильно сформированные вирусы, несущие генетический материал, а пустые вирусные частицы — нет. Это позволяет вирусу распространяться более эффективно.

Значение для будущих методов борьбы

Новые знания о роли аутофагии в формировании вируса могут дать основу для разработки будущих противовирусных препаратов, дополняющих вакцины. Поскольку эти механизмы, вероятно, общие для всего семейства энтеровирусов (против большинства из которых вакцин нет), такой антивирус мог бы быть эффективен против многих из них.

Возвращение угрозы

Полиомиелит — опасное заболевание, способное вызвать паралич и смерть. Лекарства от него нет, профилактика — только вакцинация. Хотя во многих странах болезнь считалась почти ликвидированной, полиовирус сохранился в некоторых регионах Азии, Африки и Ближнего Востока. В 2022 году вирус был вновь обнаружен в сточных водах Нью-Йорка и Лондона, а в Нью-Йорке зафиксирован первый за десять лет случай паралича из-за полиовирусной инфекции. Возвращение болезни в развитые страны может быть связано со снижением уровня вакцинации и растущим сопротивлением прививкам.

Исследование было проведено в сотрудничестве с учёными из Национальных институтов здоровья (США) и Университета Монаша (Австралия) и опубликовано в научном журнале Nature Communications.