По мнению исследователей Медицинского колледжа Пенсильванского государственного университета, генетическая модификация «оболочки» вируса, вызывающего инфекцию мозга, может позволить ему ускользнуть от антител. Они говорят, что тестирование людей на эту и другие вирусные мутации может помочь выявить пациентов с риском развития смертельного заболевания мозга.
Доктор Арон Лукачер, профессор и заведующий кафедрой микробиологии и иммунологии Медицинского колледжа, и Сьюзан Хафенштейн, профессор медицины, микробиологии и иммунологии Медицинского колледжа и профессор биохимии и молекулярной биологии Пенсильванского государственного колледжа Эберли. Science, со-возглавляла исследовательскую группу, которая использовала микроскопию высокого разрешения для изучения капсида или внешней оболочки полиомавируса мыши (MuPyV). Этот вирус является генетической моделью полиомавируса JC (JCPyV), который присутствует и безвреден у большинства людей и может вызывать прогрессирующую мультифокальную лейкоэнцефалопатию (ПМЛ), заболевание головного мозга, у людей, принимающих иммуносупрессивные препараты.
Генетические мутации в капсиде JCPyV распространены у пациентов с ПМЛ, и ученые изо всех сил пытались понять, позволяют ли они вирусу инфицировать клетки мозга или же возникающие в результате изменения позволяют вирусу уклоняться от элиминации антивирусными антителами и затем вызывать инфекцию мозга . Лукачер и Хафенштейн изучили мышиный эквивалент обычной генетической мутации полиомавируса JC, чтобы попытаться лучше понять, как это может вызывать ПМЛ.
«Мало что известно о том, как именно эта генетическая мутация в капсиде полиомавируса JC приводит к PML», – сказал Лукачер. «Он был обнаружен в крови, спинномозговой жидкости и тканях мозга пациентов с ПМЛ, но не в их моче. Этот немутантный вирус обычно находится в спящем состоянии в почках здоровых людей, что заставило нас задуматься, как именно эта мутация способствует прогрессированию заболевания».
Исследователи ввели генетическую мутацию в капсид MuPyV, аналогичную той, что обнаружена в JCPyV, и провели серию экспериментов для сравнения результатов между MuPyV и измененным вирусом. Вирус мутирует, заменяя одну аминокислоту, химический ингредиент, используемый для создания капсида, другой. Они обнаружили, что вирус все еще может вызывать инфекцию центральной нервной системы и гидроцефалию или отек мозга.
Чтобы изучить, как мутация позволяет вирусу ускользать от антител, исследовательская группа, включая докторанта Мэтью Ловера и студента программы подготовки медицинских ученых Дэниела Гётчиуса, использовала криогенную электронную микроскопию для определения трехмерной структуры атомного разрешения вирусных частиц, связанных с моноклональные антитела . Результаты их анализов опубликованы в журнале eLife .
Команда исследовала структурные особенности, чтобы увидеть, как моноклональные антитела распознают капсид вируса и нейтрализуют его. Они обнаружили, что мутация капсида не позволяет моноклональным антителам взаимодействовать с вирусом, увеличивая шансы того, что вирус может заразить мозг, когда пациенты становятся подавленными.
