Когда вы заболели гриппом, вы сразу это узнаете: жар, озноб, боль в горле, боли в мышцах, усталость. Это ваше тело, вырабатывающее иммунный ответ на вторжение вируса. Но о том, что происходит на молекулярном уровне, известно меньше.
Теперь ученые Северо-Западного университета обнаружили один из способов, которыми вирус гриппа обезоруживает нашу естественную защитную систему. Вирус снижает выработку ключевых белков, регулирующих иммунную систему, в клетках человека, которые помогают бороться с захватчиком. Вирус делает это, включая микроРНК – небольшие фрагменты РНК, которые регулируют эти белки.
Исследователи во главе с молекулярным биологом Куртом М. Хорват, одними из первых продемонстрировали, что вирус гриппа может изменять экспрессию микроРНК для контроля иммунных ответов в клетках легких человека.
Полученные данные раскрывают новый аспект взаимодействия вируса гриппа и его хозяина. Знание того, как вирусы выводят из строя иммунную систему, чтобы нанести ущерб организму, поможет исследователям разработать терапевтические средства для сохранения иммунного ответа и сохранения здоровья людей. Эти знания также могут быть полезны для будущей диагностики.
Исследование опубликовано в Journal of Biological Chemistry. В окончательном виде газета выйдет в сентябре.
"Это битва за превосходство между вирусом и хозяином," сказал Хорват, старший автор статьи. "Наша цель – понять, как грипп размножается в организме хозяина. Теперь мы открыли новый путь, по которому грипп контролирует иммунный ответ, прекращая выработку жизненно важного белка. С лучшим пониманием этого механизма, однажды мы сможем адаптировать терапию для воздействия на отдельные штаммы гриппа."
Хорват – профессор-исследователь в области молекулярной биологии Соретты и Генри Шапиро и профессор молекулярной биологии в Колледже искусств и наук Вайнберга. Он также является профессором микробиологии-иммунологии и медицины в Медицинской школе Файнберга.
МикроРНК содержит от 17 до 24 нуклеотидов, и ее функция состоит в том, чтобы ослаблять или останавливать производство белков в организме. (Белки – это рабочие лошадки клетки.) Существуют сотни различных типов микроРНК у животных.
Уже много лет известно, что когда вирус, такой как грипп, поражает респираторные клетки, возникает немедленный противовирусный ответ на клеточном уровне – первый барьер для защиты организма от вируса. Большинство происходящих изменений являются результатом экспрессии антивирусных генов.
Около 10 лет назад ученые впервые узнали о путях малых РНК, называемых микроРНК, которые регулируют экспрессию генов. Это привело Хорвату к желанию изучить роль микроРНК в инфицировании вирусом гриппа и определить, какой вклад они вносят в противовирусный ответ. Какие именно гены могут быть нацелены на микроРНК??
В своем текущем исследовании Хорват и его команда использовали клетки легких человека, заразили их вирусом гриппа A и посмотрели, какие микроРНК активируются в ответ на вирус. Они сосредоточились на шести микроРНК, количество которых увеличивалось во время инфекции гриппа.
Исследователи обнаружили, что вирус активировал две микроРНК, которые включали гены IRAK1 и MAPK3. Это привело к уменьшению количества белков, которые помогают включить иммунный ответ.
По сути, вирус использует клеточные механизмы в своих интересах, обезоруживая части естественной противовирусной системы. Грипп берет на себя экспрессию микроРНК для своих целей. Грипп увеличивает экспрессию микроРНК, что снижает количество белка и ослабляет иммунный ответ.
Выявив определенный набор микроРНК, экспрессия которых в респираторных клетках хозяина изменена вирусом гриппа, Хорват затем заинтересован в изучении клинических результатов. Он работает с Педро С. Авила, М.D., профессор медицины, аллергии и иммунологии в школе Файнберга, чтобы выяснить, не регулируются ли микроРНК у пациентов с гриппом.