Как вирус Зика изменяет клетки человека
Исследователи из Германии с помощью световой и электронной микроскопии зафиксировали, как вирус Зика захватывает внутренние органеллы клеток печени и нейральных стволовых клеток человека. В работе, опубликованной 28 февраля в Cell Reports, показано, как африканский и азиатский штаммы вируса Зика перестраивают эндоплазматический ретикулум и архитектуру цитоскелета клеток-хозяев, чтобы создать фабрики для производства дочерних вирусов. Исследование показывает, что воздействие на динамику цитоскелета может быть новой, ранее не изученной стратегией подавления репликации вируса Зика.
«Элементы цитоскелета контролируют форму, рост и движение клеток, обеспечивают механическую поддержку и устойчивость к стрессу, а также координируют закрепление органелл и везикулярный транспорт», — говорит старший автор работы, вирусолог Гейдельбергского университета Ральф Бартеншлагер. «Инфекция вирусом Зика вызывает резкое нарушение сети цитоскелета, реорганизуя как промежуточные филаменты, так и микротрубочки в клеточную структуру, похожую на клетку, которая окружает репликационный аппарат».
Его группа под руководством первого автора, постдока из Гейдельберга Мирко Кортезе, также обнаружила, что вирусы Зика и денге, оба являющиеся флавивирусами, используют схожие стратегии для заражения клеток-хозяев. Попав внутрь клетки, вирусные частицы прикрепляются к шероховатому эндоплазматическому ретикулуму — мембранам, богатым рибосомами, где РНК транслируется в белки. Затем вирусы преобразуют эндоплазматический ретикулум, формируя защитную оболочку с небольшими отверстиями, через которые могут проходить РНК и вновь образованные вирусные частицы.
Отличие вируса Зика заключается в уникальных способах перестройки внутриклеточных структур. Например, вокруг его защитной оболочки наблюдается обилие микротрубочек — белков, из которых строится клеточный цитоскелет. Также были обнаружены небольшие различия в том, как вирус Зика обосновывается в клетках печени человека по сравнению с нейральными стволовыми клетками, где его присутствие более физиологически значимо. Это говорит о существовании еще неизвестных клеточно-специфичных факторов, влияющих на репликацию вируса.
«Цитоскелет играет решающую роль в нейрогенезе, — говорит Кортезе. — Таким образом, можно предположить, что изменения, вызванные вирусом Зика в цитоскелете хозяина, могут быть связаны с лежащими в основе патофизиологическими механизмами, которые связывают врожденные инфекции вируса Зика с микроцефалией и нейродегенеративными расстройствами».
Увидев зависимость репликации вируса Зика от микротрубочек, исследователи теперь хотят изучить, могут ли препараты, нацеленные на микротрубочки (включая таксаны, обычно используемые при химиотерапии), обладать потенциальной противовирусной активностью против вируса Зика в моделях на животных. Эти и подобные препараты признаны безопасными для использования во втором и третьем триместрах беременности, а также в период грудного вскармливания.
«Выявление связи между динамикой цитоскелета и репликацией вируса Зика, наряду с обилием доступных соединений, нацеленных на цитоскелет, может способствовать получению механистического понимания цикла репликации ZIKV и определению новых путей для лечения», — заключает Бартеншлагер.