Структура вируса EV71, вызывающего детские заболевания

Исследователи обнаружили важные новые детали о структуре вируса, вызывающего потенциально смертельный отек мозга и паралич у детей, что указывает на пути разработки противовирусных препаратов для лечения этой болезни.

Вирус, называемый энтеровирусом 71 (EV71), вызывает болезнь рук, ног и рта и распространен по всему миру. Хотя эта болезнь обычно не смертельна, вирус, как сообщается, вызывает энцефалит — потенциально смертельное заболевание, встречающееся в основном в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Две исследовательские группы сообщают о новых данных о структуре вируса. Одна из команд из Университета Пердью предложила способ разработки противовирусных препаратов для лечения инфекции. Результаты этой команды подробно описаны в статье, опубликованной в онлайн-выпуске журнала Science за 1 марта. Другая команда под руководством исследователей из Оксфордского университета представит свои выводы в статье, запланированной к публикации 4 марта в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

"Взятые вместе, выводы обеих статей полезны, когда вы пытаетесь остановить вирус от заражения клеток хозяина. Общая тема заключается в том, что они впервые сообщают о структуре этого вируса, и это говорит нам, как разрабатывать соединения для борьбы с инфекцией", — сказал Майкл Г. Россманн.

Обе команды использовали метод рентгеновской кристаллографии, чтобы определить точную структуру вируса, показав сходство с особенностями родственных энтеровирусов, включая полиовирус. Однако ключевая особенность отличается: небольшая молекула, называемая "карманным фактором", расположенная внутри кармана защитной оболочки вируса, частично экспонирована в EV71.

Когда вирус связывается с человеческой клеткой, карманный фактор вытесняется из своего кармана, что приводит к дестабилизации вирусной частицы, которая затем распадается и высвобождает свой генетический материал для заражения клетки и репликации.

Исследователи под руководством Россманна разрабатывали противовирусные препараты для других энтеровирусов, таких как риновирусы, вызывающие простуду. Препараты работают, заменяя карманный фактор молекулой, которая связывается с карманом прочнее, чем настоящий карманный фактор.

Это препятствует заражению двумя способами:

1. Молекула препарата заполняет карман, затрудняя связывание вируса с человеческой клеткой.
2. Поскольку препарат прочно связывается с карманом, он стабилизирует вирус и не дает ему распасться и высвободить генетический материал в клетку-хозяина.

Однако в энтеровирусе 71 (EV71) часть карманного фактора выступает из кармана, обнажая гидрофильный кончик, тогда как карманные факторы других родственных вирусов полностью заключены в кармане. Чтобы препятствовать заражению EV71, противовирусные препараты должны иметь гидрофильный конец на одном из концов молекулы, чтобы имитировать карманный фактор.

"Главный вывод этой статьи в том, что она предлагает, как разработать препарат для подавления инфекции EV71", — сказал Россманн.

Болезнь рук, ног и рта, наиболее распространенная среди маленьких детей, иногда возникает в детских садах. По данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), из 427 278 случаев заболевания, зарегистрированных в материковом Китае с января по май 2010 года, 5 454 случая были классифицированы как тяжелые, с 260 смертельными исходами.

"Сейчас мало что можно сделать для ребенка, заболевшего энцефалитом", — сказал Ричард Дж. Кун.

Будущая работа будет включать исследования, направленные на разработку противовирусного препарата для EV71. Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения (NIH).