SARS-CoV-2 нуждается в холестерине для проникновения в клетки и образования гигантских клеток
Новое исследование показывает, что вирус SARS-CoV-2 использует молекулу холестерина, чтобы преодолеть защитную мембрану клетки. Это может объяснить, почему пациенты, принимающие снижающие холестерин препараты (статины), могут легче переносить COVID-19.
Чтобы вызвать COVID-19, вирус SARS-CoV-2 должен проникнуть в клетки человека, и ему нужен сообщник. Холестерин помогает вирусу открыть клетки и проскользнуть внутрь. Без холестерина вирус не может преодолеть клеточный барьер и вызвать инфекцию, как показали эксперименты на культивируемых клетках. Работа, опубликованная в виде препринта на bioRxiv.org 14 декабря 2020 года, еще не прошла рецензирование.
«Холестерин — неотъемлемая часть мембран, окружающих клетки и некоторые вирусы, включая SARS-CoV-2. Логично, что он так важен для заражения», — говорит руководитель исследования Клиффорд Брангуинн из Принстонского университета.
Это открытие может лежать в основе лучших исходов болезни у пациентов, принимающих статины. Хотя механизм еще не установлен, это и другое исследование, опубликованное прошлой осенью, предполагают, что препараты мешают SARS-CoV-2 проникать в клетки, лишая его холестерина.
Моделирование вирусной инфекции
Лаборатория Брангуинна смоделировала раннюю стадию инфекции, создав клетки, экспрессирующие либо вирусный спайк-белок, либо человеческий белок ACE2. Когда такие клетки взаимодействовали, из клеток с ACE2 вырастали микроворсинки, которые прикреплялись к спайк-белкам соседних клеток. В точках контакта мембраны сливались, образуя отверстия, и содержимое клеток смешивалось — процесс, аналогичный слиянию вируса с клеткой.
Используя автоматизированную систему, ученые проверили влияние около 6000 соединений и более 30 модификаций спайк-белка. Эксперименты показали: если в мембране SARS-CoV-2 нет холестерина, вирус не может проникнуть в клетку-мишень.
«Роль холестерина в проникновении вирусов сильно варьируется между разными вирусами», — отмечает Питер Кассон из Университета Вирджинии. Понимание того, как именно холестерин помогает SARS-CoV-2, может дать ключи к биологии инфекции.
Загадочные гигантские клетки
В ходе экспериментов ученые наблюдали необычное явление: клетки продолжали сливаться, образуя гигантские многоядерные клетки — синцитии. Подобные структуры встречаются в здоровых тканях (мышцы, плацента) и при некоторых вирусных заболеваниях.
«Образование синцитий может быть очень разрушительным в случае COVID-19, так как способно уничтожать ткани легких и приводить к смерти», — говорит Дженнифер Липпинкотт-Шварц из Janelia Research Campus.
Брангуинн отмечает, что пока неясно, играют ли синцитии главную роль в прогрессировании COVID-19. Однако открытие важности холестерина может помочь в борьбе с болезнью. «Наши результаты подчеркивают потенциальную пользу статинов и других [схожих] методов лечения», — пишут авторы.