Нейропилин оказался вторым «ключом», помогающим коронавирусу проникнуть в клетки


252
252 points

Прошло 17 лет с тех пор, как коронавирус SARS-CoV угрожал перерасти в глобальную пандемию. Тогда, благодаря оперативным усилиям по сдерживанию вспышек инфекции, население мира избежало худшего.

На этот раз нам не повезло.

Как нейропилин помогает коронавирусу проникнуть в клетки
Изображение: Gerd Altmann/Pixabay

Что именно делает SARS-CoV-2 намного более заразным предшественника — это вопрос, к решению которого мы сейчас немного ближе, поскольку исследователи открыли еще один способ проникновения вируса в наши клетки.

Учёные из Мюнхенского технического университета в Германии и Хельсинкского университета в Финляндии провели исследование, в ходе которого было обнаружено, что рецептор под названием нейропилин-1 дает новому коронавирусу возможность инфицировать наши ткани.

Этот конкретный белок относительно обильно присутствует в клетках, выстилающих носовую полость, поэтому вирусу не составляет труда обосноваться в наших телах и вырастить свое семейство, после чего распространиться на нового хозяина.

Ранее в этом году было обнаружено, что рецептор, называемый ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2), помогает коронавирусу связываться с поверхностью клеток, в то время как решающее значение для его проникновения имеет фермент, называемый трансмембранной сериновой протеазой типа II (TMPRSS2).

Такой вид молекулярного взлома хорошо объясняет, почему оба коронавируса SARS наносят ущерб целому ряду тканей нашего тела, от легких до пищеварительного тракта.

Но он не объясняет, почему один из вирусов распространяется лучше, чем другой.

«Отправной точкой нашего исследования был вопрос, почему SARS-CoV, коронавирус, который привел к гораздо меньшей вспышке в 2003 году, и SARS-CoV-2 распространяются таким разным образом, даже если используют один и тот же главный рецептор ACE2», — говорит вирусолог из Хельсинкского университета Рави Охха.

Важная часть ответа на головоломку прояснилась после сравнения двух вирусных геномов: SARS-CoV-2 имеет последовательности, ответственные за образование колючего множества «крючков», мало чем отличающихся от тех, которые используются другими опасными патогенами для захвата тканей хозяина.

«По сравнению со своим более старым родственником, новый коронавирус приобрел «дополнительную часть» на поверхностных белках, которая также обнаруживается в шипах многих разрушительных человеческих вирусов, включая Эбола, ВИЧ и высокопатогенные штаммы птичьего гриппа», — говорит вирусолог Олли Вапалахти из Хельсинкского университета.

«Мы думали, что данный факт может привести нас к ответу. Но как?»

Консультируясь с коллегами по всему миру, исследователи остановились на нейропилине-1 как на общем факторе.

Обычно этот рецептор играет роль в ответе на факторы роста, важные для развития тканей, особенно нервов. Но для многих вирусов он является удобной ручкой, позволяющей удерживать клетки-хозяева достаточно долго, чтобы проникнуть внутрь.

Электронная микроскопия шипов на поверхности, покрывающих частицы SARS-CoV-2, безусловно, намекала на возможность связи с рецептором.

Чтобы подтвердить это, исследователи использовали моноклональные антитела, специально отобранные для блокирования доступа к обычному типу нейропилина-1, но не к мутантным типам, измененным таким образом, чтобы их структура была немного иной.

Как оказалось, «псевдовирусам», содержащим белки SARS-CoV-2 (отлично подходящим для наблюдения за проникновением вирусов в клетки, не беспокоясь о беспорядочной репликации, которая за этим последует), было гораздо труднее попасть внутрь, когда нейропилин-1 был заблокирован.

«Если вы думаете об ACE2 как о дверном замке для входа в клетку, то нейропилин-1 может быть фактором, который направляет вирус к двери», — говорит Балистрери.

«В большинстве клеток ACE2 экспрессируется на очень низком уровне. Таким образом, вирусу непросто найти двери для входа. Другие факторы, такие как нейропилин-1, могут помочь вирусу найти свои двери».

Учитывая, что нейропилин-1 экспрессируется в больших количествах в нервных тканях носовой полости, можно представить, что как только мы нюхаем инфицированную каплю, SARS-CoV-2 ожидает удобная красная ковровая дорожка.

Эти подозрения усилил пристальный взгляд на образцы тканей, экспрессирующие нейропилин-1, взятые у умерших пациентов с COVID-19. А эксперимент с участием мышей помог подтвердить роль рецептора в содействии проникновению вируса в нашу нервную систему.

Может ли это помочь объяснить, почему инфицирование SARS-CoV-2 может оказывать настолько травмирующее воздействие на функцию мозга — вопрос для будущих исследований.

«Мы могли бы определить, что нейропилин-1, по крайней мере, в условиях наших экспериментов, способствует транспорту в мозг, но мы не можем сделать никаких выводов, верно ли это также в случае с SARS-CoV-2. Очень вероятно, что у большинства пациентов этот путь подавляется иммунной системой», — говорит невролог Мика Симонс из Технического университета Мюнхена.

Заманчиво представить себе новые формы противовирусных препаратов на горизонте. В то же время простое блокирование рецепторов клеток, вероятно, будет плохой новостью для нашего здоровья.

Однако это отнюдь не означает, что открытие лишено возможностей.

«В настоящее время наша лаборатория изучает действие новых молекул, которые мы специально разработали для прерывания связи между вирусом и нейропилином», — говорит Балистрери.

«Предварительные результаты очень многообещающие, и мы надеемся в ближайшем будущем получить подтверждения in vivo».


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

252
252 points
Василий Вдовиченко
Южная научно-исследовательская лаборатория