20 ноября 2021

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.

Как герпес проникает навсегда в нервную систему

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.

Как герпес проникает навсегда в нервную систему

«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.

Источник

Метки:



Как выглядят живые бактерии

Изображения живых бактерий Исследователи UCL сделали самые четкие изображения живых бактерий, которые показали сложную архитектуру защитного слоя, который окружает многие бактерии и усложняет их уничтожение антибиотиками. Исследование, опубликованное сегодня (25 октября 2021 г.) в Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA и проведенное в сотрудничестве с учеными из Национальной физической лаборатории, Королевского…

Взгляд на то как клетки меняются в результате болезни

Новый «конвейер анализа изображений» дает ученым возможность быстро понять, как болезнь или травма изменили тело, вплоть до отдельной клетки. Он называется TDAExplore, который берет подробные изображения, полученные с помощью микроскопии, объединяет их с горячей областью математики, называемой топологией, которая дает представление о том, как устроены вещи, и аналитическую мощь искусственного интеллекта, чтобы дать, например, новый…

Как жара влияет на людей в взрослом возрасте

Новое исследование показало, что дни сильной жары были связаны с более высоким риском посещения отделения неотложной помощи среди взрослых в возрасте 18-64 лет по сравнению со взрослыми старше 75 лет. Смертность от погодных явлений Сильная жара — основная причина смертей, связанных с погодой, в Соединенных Штатах — представляет все большую угрозу для населения, поскольку ожидается,…

Как связана диета, кишечник и болезни

Кишечник необходим для поддержания нашего энергетического баланса и мастерски быстро реагирует на изменения в питании и балансе питательных веществ. Ему удается сделать это с помощью кишечных клеток, которые, помимо прочего, специализируются на абсорбции компонентов пищи или секреции гормонов. У взрослых людей клетки кишечника регенерируют каждые пять-семь дней. Способность постоянно обновлять и развивать все типы кишечных…

Как физические упражнения помогают уменьшить воспаление

Как физкультура действует на молекулярном уровне Физические упражнения увеличивают содержание в организме веществ, подобных каннабису, что, в свою очередь, помогает уменьшить воспаление и потенциально может помочь в лечении определенных состояний, таких как артрит, рак и болезни сердца. В новом исследовании, опубликованном в Gut Microbes, эксперты из Ноттингемского университета обнаружили, что физические упражнения у людей с…