Как герпес проникает навсегда в нервную систему
Ученые выяснили, как герпес похищает белок для заражения нервной системы. Открывает дверь для давно необходимой вакцины против HSV1 и HSV2.
Более половины взрослого населения США являются носителями герпеса HSV1.
Вирус может вызывать слепоту, опасный для жизни энцефалит и способствовать развитию деменции.
Герпес 1 типа запечатан поцелуем на всю жизнь. Более половины взрослого населения США являются носителями HSV1 (вируса простого герпеса типа 1), который впадает в спячку в периферической нервной системе и никогда не может быть искоренен.
Новое исследование Northwestern Medicine, опубликованное в Nature, раскрыло скрытую стратегию вируса для заражения нервной системы, открыв путь к давно необходимой разработке вакцины как для HSV1, так и для его близкого родственника HSV2.
- Некоторые носители никогда не испытают даже простуды от вируса простого герпеса 1 типа. Но у других это может вызвать слепоту или опасный для жизни энцефалит.
- Появляется все больше доказательств того, что он способствует развитию деменции.
А ВПГ2, который чаще передается половым путем, может передаваться от матери новорожденному в процессе родов как неонатальный герпес, проявляясь в виде поражений по всему телу младенца. Большинство младенцев выздоравливают, но в худших случаях это может вызвать повреждение головного мозга или распространиться по всем органам и привести к летальному исходу.
«Нам отчаянно нужна вакцина, чтобы предотвратить проникновение герпеса в нервную систему», — сказал Грегори Смит, доктор философии, профессор микробиологии-иммунологии.
Новое исследование лаборатории Смита раскрыло путь к этому. Исследование показало, как герпес похищает белок из эпителиальных клеток и превращает его в перебежчик, чтобы помочь ему попасть в периферическую нервную систему. Они назвали этот процесс «ассимиляцией». По словам Смита, это открытие может иметь широкие последствия для многих вирусов, включая ВИЧ и SARS-CoV-2.
Езда по рельсам
«Вирусу необходимо ввести свой генетический код в ядро, чтобы он мог начать производить больше вирусов герпеса», — сказал Смит. «Он перепрограммирует клетку, чтобы она стала фабрикой вирусов. Большой вопрос в том, как он попадает в ядро нейрона? »
Как и многие вирусы, герпес движется по рельсам в клетке, называемым микротрубочками, и использует белковые механизмы, называемые динеином и кинезином, для движения по рельсам. Команда Смита обнаружила, что герпес использует кинезиновый двигатель, который он приносит с собой из других клеток, чтобы переправить его в ядро нейрона. Этот белок кинезин становится перебежчиком, который служит целям вируса.
«Узнав, как вирус достигает этого невероятного успеха, проникая в нашу нервную систему, мы теперь можем думать о том, как лишить его этой способности», — сказал Смит. «Если вы можете остановить его усвоение кинезина, у вас будет вирус, который не сможет заразить нервную систему. И тогда у вас есть кандидат на профилактическую вакцину».
Герпес отправляется в путешествие по стране
Представьте камеру как железнодорожную станцию. Все дорожки ведут к центру, называемому центросомой. Есть два типа двигателей поездов: белки динеин и кинезин. Один идет к центру, скажем, к центру города, а другой уводит от него в пригород.
- Когда более типичный вирус, такой как грипп, поражает эпителиальные клетки слизистой оболочки (клетки, выстилающие ваш нос и рот), он захватывает оба двигателя и перемещается взад и вперед по трактам микротрубочек, пока в конечном итоге не достигнет ядра более или менее случайно. В целом, путь от пригорода к ядру через центросому — это короткая поездка.
- Но путешествие по нервам — это поездка по пересеченной местности. Герпес переходит на динеиновый двигатель во время этой поездки, но он также следит за тем, чтобы кинезиновые двигатели не возвращали его в исходное состояние.
«Это долгий путь», — сказал Смит. «Вероятно, ему потребуется восемь часов, чтобы добраться от конца нейрона до концентратора».
Но двигатель dynein не может продвинуться дальше, чем ступица. А герпесу нужно добраться до ядра. Именно тогда он лезет в свой «карман» и вытаскивает кинезиновый двигатель, который он похитил из эпителиальных клеток слизистой оболочки и убедил стать частью его команды. И в акте предательства ассимилированный кинезин переправляет его прямо в ядро.
«Это первое открытие любого вируса, перепрофилирующего клеточный белок и использующего его для управления последующими раундами инфекции», — сказала Кейтлин Пегг, студентка программы магистратуры Дрискилла в области наук о жизни (DGP) и ведущий автор исследования.
«Мы рады дальнейшему раскрытию молекулярных механизмов развития этих вирусов, которые делают их, возможно, наиболее успешными патогенами, известными науке», — сказал Смит.
Другие северо-западные участники исследования: София Зайчик, доктор философии; лаборатории Джеффри Саваса, доктора философии, доцента отделения неврологии отделения поведенческой неврологии Кена и Рут Дэйви; и Дерек Уолш, доктор философии, профессор микробиологии-иммунологии. Лаборатории Дункана Уилсона, доктора философии (Медицинский колледж Альберта Эйнштейна) и Патрисии Солларс, доктора философии, и Гэри Пикарда, доктора философии (Университет Небраски-Линкольн), также внесли свой вклад в исследование.
Смит является членом Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лурье Северо-Западного университета.
Исследование в основном финансировалось Национальным институтом здравоохранения AI056346 при дополнительной поддержке со стороны AI125244, AI148780, AI141470 и NS106812, Национального научного фонда и гранта T32GM08061 на обучение клеточным и молекулярным основам болезней.
Метки: Вирусология
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
