Назад
Почему у одних людей с лихорадкой на губах появляются болезненные повреждения, а у других вообще нет симптомов, но вирус все равно есть?
Новое исследование показало, что эти различия могут быть вызваны различными способами, которыми определенные штаммы herpes simplex (HSV-1) - вируса, вызывающего лихорадку на губах, а также генитальный герпес - активируют экспрессию генов в нейронах.
"HSV-1 встречается более чем у половины населения Земли", - говорит соавтор работы Мория Шпара. "Он не только вызывает повторяющиеся проблемы, такие как лихорадка на губах и генитальный герпес, но недавние исследования показали, что хроническая инфекция HSV-1 сопровождается развитием заболеваний на более поздних стадиях жизни, в том числе нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера".
Шпара объясняет, что жизненный цикл HSV-1 начинается при контакте со слизистыми оболочками, где он вторгается в клетки, реплицируется и может вызвать локальное образование повреждений. Вирус также проникает в местные нервные окончания кожи и переходит в нейроны нервной системы. Там вирус может находиться в состоянии покоя до тех пор, пока впоследствии не активизируется.
Считается, что повреждение нейронов и иммунная реакция хозяина, вызванная вирусной реактивацией, в долгосрочной перспективе способствуют нейродегенерации.
"Поскольку каждый человек несет в себе немного различные версии HSV-1, это может объяснить некоторые различия в реакции человека на инфекцию; например, разные триггеры запускающие инфекцию, или у некоторых людей появляются более болезненные ранки. Различия в частоте вирусных проявлений или в закономерностях экспрессии вирусных генов могут также влиять на различные темпы развития у людей с хроническим герпесом нейродегенеративных заболеваний".
Чтобы исследовать причины этих различий, Шпара и ее коллеги инфицировали клетки нейронов человека одним из трех штаммов HSV-1, которые, как известно, отличаются своей тропностью к нервным клеткам. Затем они использовали секвенирование для идентификации и количественной оценки транскриптомов - всего набора РНК-мессенджеров (mRNAs) в нейронах в период инфицирования HSV-1.
По словам Шпары, при заражении нейронной клетки вирусом HSV-1 в результирующий транскриптом входит вся коллекция мРНК, вырабатываемая как нейроном человека, так и вирусом HSV-1. Рассматривая временные периоды и количество мРНК, экспрессированных во время инфекции, ученые могут получить представление о белках, которые вскоре будут получены на основе этих мРНК. Именно вирусные белки и новое вирусные реплики, произведенные в период инфекции, в конечном счете, приводят к проблемам со здоровьем.
"Одновременно исследуя как вирусные, так и нейронные транскриптомы в инфицированных клетках, мы смогли наблюдать взаимосвязь между временем производства вирусной мРНК и белка, и последующими ответами хозяина", - рассказывает Шпара.
Ученые использовали два дополнительных метода - иммунофлуоресцентное окрашивание нейронов и вестерн-блоттинг для определения уровня вирусного белка - для наблюдения за результатами экспрессии вирусных генов и генов хозяина. Они также использовали сканирующую электронную микроскопию для непосредственного наблюдения за изменениями в морфологии нейронов во время инфекции.Результаты исследования опубликованы в PLOS Pathogens.
Исследователи обнаружили, что различные генетические варианты HSV-1 индуцируют различные паттерны экспрессии генов в нейронах человека. В частности, они выяснили, что вирусные варианты экспрессировали свои гены с разной скоростью и в разных количествах, что, вероятно, обусловливает различную продолжительность и тяжесть симптомов у хозяев.
Было также показано, что один из вариантов, демонстрирующий более низкую вирулентность на животных моделях, демонстрирует иной, замедленный темп экспрессии вирусных генов и генов хозяев в нейронах. В другом случае они обнаружили, что один из вариантов вызывает большие изменения в экспрессии генов, участвующих в адгезии клеток, что может повлиять на распространение HSV-1 от клетки к клетке.
Группа также выяснила, что эти различные модели экспрессии генов зависят от того, является ли инфицированная клетка нейроном или клеткой кожного типа.
"Вместе эти данные демонстрируют важность изучения специфических для вирусного штамма и типа клеток факторов, которые могут способствовать нейровирулентности in vivo. Они также подчеркивают специфичность взаимодействия HSV-1 с хозяином", - отмечает Шпара. "Наше исследование предполагает, что различия, наблюдаемые между вирусными вариантами в клеточных моделях, таких как нейроны, могут быть использованы для понимания более сложных взаимодействий вирусов с хозяевами".
