Mikrobiologia, patogeneza i immunologia zakażeńZakażenia wirusowe

Odkrycie mechanizmów wnikania wirusów do komórek otwiera nowe możliwości profilaktyki i terapii

Cząsteczki-pułapki blokują żółtą febrę i kleszczowe zapalenie mózgu

Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis zidentyfikowali kluczowe szlaki, którymi dwa śmiercionośne wirusy dostają się do ludzkich komórek, oraz zaprojektowali cząsteczki „pułapki”, które blokują zakażenie.

Odkrycia – opublikowane w dwóch niezależnych badaniach – torują drogę nowym strategiom profilaktyki i leczenia żółtej febry oraz kleszczowego zapalenia mózgu. Oba wirusy należą do grupy flawiwirusów, w której znajdują się również wirusy Zika, dengi, Zachodniego Nilu i japońskiego zapalenia mózgu. Wraz ze zmianami klimatycznymi ich zasięg geograficzny ulega rozszerzeniu, co zwiększa zagrożenie dla zdrowia publicznego.

Badanie dotyczące żółtej febry opublikowano w czasopiśmie Nature, a praca poświęcona kleszczowemu zapaleniu mózgu ukazała się w PNAS.

„Nie istnieją skuteczne terapie dla tych zakażeń, dlatego pilnie potrzebne są nowe strategie zapobiegania i leczenia chorób, które wciąż powodują ciężkie przebiegi i zgony” – powiedział dr Michael S. Diamond, profesor medycyny i mikrobiologii molekularnej w WashU Medicine, główny autor obu publikacji. – „Zrozumienie, jak te wirusy wnikają do komórek, pozwala nam opracować sposoby zablokowania tych szlaków, zapobiegając ich przenoszeniu między gatunkami zwierząt i rozprzestrzenianiu się w populacjach ludzkich.”

Żółta febra i kleszczowe zapalenie mózgu – różne drogi, podobne zagrożenia

Wirus żółtej febry przenoszony jest przez komary i występuje głównie w Afryce oraz Ameryce Południowej. U większości zakażonych przebieg przypomina grypę, jednak u około 15% przypadków dochodzi do ciężkiego zapalenia wątroby, krwotoków wewnętrznych i wstrząsu toksycznego. Śmiertelność wśród hospitalizowanych chorych sięga 50%. Jedyna dostępna szczepionka, oparta na żywym wirusie, nie może być stosowana u osób z obniżoną odpornością, w tym niemowląt i osób starszych.

Z kolei wirus kleszczowego zapalenia mózgu przenoszony jest przez różne gatunki kleszczy i występuje w Europie, Rosji oraz północnej i wschodniej Azji. W ciężkich przypadkach prowadzi do zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego, skutkując uszkodzeniami neurologicznymi i śmiercią. Istnieje szczepionka inaktywowana, jednak dotyczy tylko jednego podtypu wirusa i jest zalecana głównie osobom podróżującym do rejonów endemicznych.

Cząsteczki-pułapki blokują wnikanie wirusa do komórek

Pomimo ponadstuletnich badań nad flawiwirusami, aż do teraz naukowcy nie wiedzieli, w jaki sposób dostają się one do wnętrza komórek. Zespół z Washington University wykorzystał techniki genetyczne, w tym edycję genów metodą CRISPR, aby zidentyfikować rodzinę białek powierzchniowych – receptorów LDLR (receptorów lipoprotein o niskiej gęstości) – jako główną drogę wnikania wirusów.

W badaniu opublikowanym w Nature wykazano, że wirus żółtej febry przyłącza się do receptorów LRP1, LRP4 i VLDLR, natomiast w pracy w PNAS opisano, że wirus kleszczowego zapalenia mózgu wykorzystuje inny receptor z tej samej rodziny – LRP8. Usunięcie tych białek z powierzchni komórek blokowało infekcję, natomiast ich nadekspresja zwiększała podatność na zakażenie.

Zróżnicowana ekspresja tych receptorów w narządach może tłumaczyć specyfikę kliniczną zakażeń – duże ilości LRP1 występują na hepatocytach, co tłumaczy tropizm wirusa żółtej febry do wątroby, a LRP8 obecny jest głównie w neuronach, co odpowiada za objawy neurologiczne kleszczowego zapalenia mózgu.

Aby uniemożliwić wirusom przyłączenie się do komórek, badacze opracowali cząsteczki-pułapki zawierające fragment przeciwciała połączony z częścią receptora. Te „wabiki” skutecznie przechwytywały wirusy, zapobiegając zakażeniu zarówno ludzkich, jak i mysich komórek w hodowlach. U myszy pozbawionych odporności pułapki chroniły przed śmiertelną dawką wirusa żółtej febry, a także przed uszkodzeniem hepatocytów ludzkiego pochodzenia wszczepionych zwierzętom.

Według autorów, opracowana strategia antywirusowa ma duży potencjał, ponieważ wykorzystuje ludzkie białko, które nie ulega szybkim zmianom, w przeciwieństwie do białek wirusowych. Jeśli wirus zmutowałby w sposób utrudniający mu wiązanie z pułapką, jednocześnie utraciłby zdolność efektywnego zakażania komórek ludzkich.

Źródło: Nature, Multiple LDLR family members act as entry receptors for Yellow Fever virus
DOI: 10.1038/s41586-025-09689-2

Mirosław Wójcik

Mirosław Wójcik - twórca i redaktor naczelny "Oddechu Życia" i koordynator grupy MedyczneMedia.pl, autor tekstów poświęconych eksperymentalnym terapiom, nowym lekom, tłumacz doniesień prasowych i artykułów zagranicznych. W latach 2007-2014 redaktor naczelny internetowego dziennika naukowego "BIOLOG". Członek Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc, European Cystic Fibrosis Society, Polskiego Towarzystwa Alergologicznego (PTA). Prezes Fundacji Oddech Życia.

Powiązane artykuły

Back to top button
Secret Link