Когда коронавирус, включая SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, инфицирует человека, он захватывает его клетки, объединяя их молекулярный механизм для собственного выживания и распространения. Исследователи из Gladstone Institutes (Сан-Франциско, США) в сотрудничестве с учёными из Калифорнийского университета в Сан-Франциско выявили важнейшие молекулярные процесс в человеческих клетках, захваченных коронавирусом.
В журнале Cell опубликован доклад об исследовании процессов, на которые могли бы влиять лекарственные препараты не только при инфекции COVID-19, но и при других существующих и грядущих коронавирусах.
Большое семейство коронавирусов включает вирусы не только привычной нам простуды, но и более опасные. Вирус SARS-CoV, вызвавший смертельную эпидемию SARS (атипичной пневмонии) в 2002 году, был коронавирусом, как и вирус MERS, который привёл к вспышке инфекции на Ближнем Востоке. По словам авторов доклада, уже было несколько коронавирусных вспышек, поэтому очевидно – у вирусного семейства высокий пандемический потенциал, и COVID-19 не последняя коронавирусная инфекция.
Как и все вирусы, коронавирус может размножаться только внутри клеток «хозяина». Вот почему исследователи решили выяснить, какие молекулы человека использует вирус. В новой работе человеческие клетки были инфицированы либо SARS-CoV-2, либо двумя другими коронавирусами, вызывающими простуду. Все три вируса убили клетки. Тогда исследователи изменяли клетки с помощью технологии CRISPR-Cas9, редактирующей гены, и изучали – какие мутации делают клетки менее восприимчивыми к коронавирусу.
Немногие выжившие клетки, по мнению учёных, могли иметь мутации в ключевых молекулах клеток «хозяина», использующиеся вирусом для размножения. Часть результатов не стала сюрпризом. К примеру человеческий рецептор ACE2 уже был известен, как необходимый для SARS-CoV-2, чтобы проникать в клетки. Вот почему с мутацией гена ACE2 инфицирование SARS-CoV-2 не отмечалось.
Другие результаты были менее ожидаемы. Исследователи выяснили, что определённые генетические мутации предупреждали успешное инфицирование всеми тремя коронавирусами. Это были мутации в генах, контролирующих баланс двух видов липидных молекул в человеческих клетках: холестерола и фосфатидил-инозитол-фосфата. Холестерол необходим для некоторых вирусов, чтобы проникать в клетки, но в отношении коронавируса этот механизм ранее не изучался. Фосфатидил-инозитол-фосфат играет роль в формировании мелких везикул, используемых вирусом для транспорта в клетку.
Чтобы подтвердить важность генов холестерола и фосфатидил-инозитол-фосфата для коронавирусной инфекции, исследователи модифицировали человеческие клетки, полностью устранив упомянутые гены и инфицировав. Клетки без соответствующих генов оказались защищены от всех трех коронавирусов. Точно так же, после применения препаратов, нарушающих баланс фосфатидил-инозитол-фосфата и холестерола, клетки оказались менее восприимчивы к любому из трех вирусов.
Результаты заставляют предполагать, что воздействие на холестерол и фосфатидил-инозитол-фосфат может стать многообещающей стратегией в борьбе с коронавирусами.
Не все результаты были похожи для трех исследованных вирусов. Некоторые человеческие молекулы, необходимые для заражения SARS-CoV-2, не были нужны двум коронавирусам обычной простуды, и наоборот. Эти может объяснить, почему SARS-CoV-2 более смертоносный.
фото: freepik.com
