Молекулы жиров – ключ к заражению вирусом Зика

Определенные молекулы на основе жира, необходимые для заражения вирусом Зика в клетках человека, могут дать ключ к разгадке того, почему вирус в первую очередь поражает ткань мозга, особенно у развивающегося плода или новорожденного.

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США помогли коллегам из Орегонского университета здоровья и науки (OHSU) определить сфинголипиды как решающие для репликации вируса Зика в клетках человека. Липиды – это «масляные» молекулы, которые являются ключевыми компонентами многих клеточных структур, включая клеточные мембраны.

В настоящее время нет лечения или вакцины от вируса Зика. Тем не менее, по словам исследователей , молекулы, которые модулируют клеточную выработку этих липидов, могут быть мишенями для разработки потенциального лекарства от инфекции Зика . Статья с описанием работы была опубликована 21 июля в Nature Communications .

Молекулярный механизм заболевания, вызванного вирусом Зика, до сих пор остается загадкой

В 2015 и 2016 годах вспышка вируса Зика распространилась по Северной, Центральной и Южной Америке. Комары переносят вирус и передают его, когда кусают людей. Беременные женщины особенно уязвимы к инфекции Зика; вирус может попасть к плоду и инфицировать нервные клетки , вызывая врожденные аномалии и задержку развития у новорожденных.

Чтобы лучше понять, что делает вирус Зика патогенным, исследователи работают над тем, чтобы узнать как можно больше о том, как вирус Зика взаимодействует с клетками человека. Однако остается загадкой, как именно вирус Зика вызывает заболевание развивающихся нервных клеток.

Инфекция Зика изменяет клеточный липидный обмен

Изучая, как частицы вируса Зика взаимодействуют с клетками-хозяевами, исследователи уже определили генетические изменения в инфицированных Зика клетках и определили конкретные белки, которые вирус использует для репликации.

Однако исследователи все еще изучают, как инфекция Зика меняет молекулярный состав клеток. Липиды представляют собой компоненты, представляющие особый интерес в этом случае, потому что они представляют собой разнообразный набор молекул, составляющих клеточные мембраны. Некоторые вирусы не могут производить все липиды, необходимые для репликации, поэтому они также собирают липиды из клеток-хозяев.

На этой просвечивающей электронной микрофотографии показаны частицы вируса Зика (окрашенные в красный цвет). Предоставлено: Центры по контролю и профилактике заболеваний.
Фикаду Тафессе, микробиолог из OHSU, считает, что изучение липидов, связанных с инфекцией Зика, также может дать больше информации о том, почему вирус поражает ткань мозга . По сравнению с другими органами мозг имеет высокое содержание липидов, так как богатые липидами покрытия вокруг нервных клеток помогают сигналам быстро перемещаться по мозгу. Возможно, вирус поражает нервные клетки, потому что там находятся ключевые молекулярные компоненты для его репликации?

Чтобы узнать, как липидные компоненты клетки меняются во время заражения вирусом Зика, Тафессе инфицировал клетки печени человека вирусом Зика и связался с коллегами из PNNL для анализа липидов, извлеченных из клеток. Исследователи PNNL во главе с ученым-биомедиком Дженнифер Кайл использовали масс-спектрометрию для измерения 340 различных липидов из инфицированных и неинфицированных клеток. Они заметили изменения в нескольких различных типах липидов, извлеченных через 24 или 48 часов после инфекции, что указывает на то, что инфекция изменила выработку липидов в клетках. Ни один из образцов, с которыми работали исследователи PNNL, не содержал вируса.

Сфинголипиды выделяются при липидомическом анализе

Затем исследователи проанализировали липиды, выделенные из клеток печени человека, подвергшихся воздействию только одного белка вируса Зика. Они заметили аналогичные изменения липидного состава в образцах клеток, инфицированных всем вирусом. Интересно, что только один тип липидов, церамид, был повышен в обоих экспериментах.

Керамид является частью класса липидов, называемых сфинголипидами. Когда исследователи обработали клетки печени и мозга человека молекулой, которая блокирует клеточную выработку сфинголипидов, они увидели значительно уменьшенное количество вирусов. Из этих результатов исследователи пришли к выводу, что сфинголипиды необходимы для репликации вируса. В ходе дальнейших экспериментов они определили конкретный этап клеточного процесса производства сфинголипидов, который влияет на репликацию вируса.

«Составив схему соединений между репликацией вируса и метаболизмом сфинголипидов в клетках человека, мы можем определить ключевые места в линиях производства клеточных липидов, которые можно использовать для предотвращения заражения вирусом Зика» , – сказал Тафессе.

После идентификации мишени для потенциальной разработки лекарств включают вирусные белки, которые индуцируют выработку сфинголипидов в клетках человека . По его словам, человеческие белки, участвующие в производстве сфинголипидов, также могут быть кандидатом на разработку лекарств, если лекарство может замедлить репликацию вируса, не нанося слишком большого вреда обычному метаболизму человека.

Эта работа является частью продолжающегося сотрудничества между PNNL и OHSU, которое называется Совместная лаборатория инноваций в области точной медицины или PMedIC. В рамках этого сотрудничества исследователи объединяют информацию о крупномасштабных паттернах в генах, белках и малых молекулах в клетках с информацией из медицинских изображений. Результатом является многогранное понимание болезни от молекулярного до медицинского уровня. Это понимание может помочь ученым-медикам лучше понять, как возникает болезнь, или разработать индивидуальные методы лечения.

«Это исследование показывает, как опыт PNNL и OHSU дополняют друг друга», – сказал Кайл из PNNL, который работал над этим липидомическим анализом. «У нас есть инструменты для глубокого биологического анализа, который помогает исследователям OHSU продвигать свои исследования механизмов заболеваний».

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector