Większość wirusów grypy przedostaje się do ludzkich komórek przez jedną drogę — jednak nowe badania ujawniły, że niektóre zarazki mogą wykorzystywać „tylne drzwi”, aby łatwiej zakażać komórki i przenosić się między gatunkami.
Sezonowy grypa wirusy zarażają około 1 miliarda ludzi każdego roku. Zazwyczaj te wirusy grypy dostają się do naszych komórek poprzez wiązanie się z cząsteczkami cukru, zwanymi kwasy sialowena powierzchniach komórek. To wyzwala proces, który przenosi wirusa do komórki, gdzie może się replikować.
Podobnie jak ludzkie wirusy grypy, wiele wirusów grypy, które zarażają zwierzęta, wykorzystuje kwasy sialowe do wnikania do komórek gospodarza. Jednak niektóre wykorzystują inną drogę wnikania, zwaną głównym kompleksem zgodności tkankowej klasy II (MHC-II). Naukowcy spekulowali że mogą istnieć wirusy grypy, które mogłyby wykorzystywać obie te drogi, ale nigdy żadnego nie odkryto — aż do teraz.
W badaniu opublikowanym 15 lipca w czasopiśmie Mikrobiologia naturynaukowcy zbadali kilka podtypów wirusów grypy, aby sprawdzić, czy któryś z nich wykazuje zdolność do korzystania z obu dróg. Użyli dwóch typów komórek ludzkich: jednego z niewykrywalną ekspresją powierzchniową MHC-II i jednego z wysokim poziomem ekspresji. „Ekspresja” odnosi się do procesu, w którym komórki wytwarzają białka.
Powiązany: H5N1: Co należy wiedzieć o przypadkach ptasiej grypy u krów, kóz i ludzi
Naukowcy poddali komórki działaniu cząsteczek przypominających wirusy, zaprojektowanych tak, aby przypominały trzy różne podtypy wirusów grypy, które w przeszłości wywoływały epidemie grypy u ludzi: H1N1, H3N1 i H2N2.
Naukowcy zauważyli, że 10 razy więcej sobowtórów H2N2 było w stanie dostać się do komórek z MHC-II niż do komórek z niedoborem MHC-II. To pomimo tego, że oba typy komórek mają takie same poziomy kwasów sialowych na swoich powierzchniach.
Następnie naukowcy chcieli sprawdzić, czy kompleksy MHC-II są faktycznie drogą wnikania wirusów. Wykorzystali edycję genów, aby usunąć zdolność komórek do wytwarzania kwasów sialowych, eliminując w ten sposób drogę, którą podąża większość wirusów grypy. Sobowtóry H1N1 i H3N1 nie były w stanie zainfekować komórek, którym brakowało kwasów sialowych. Ale cząsteczki H2N2 mogły wiązać się i wnikać do tych komórek niemal tak skutecznie, jak mogły zainfekować komórki z normalną ekspresją kwasu sialowego.
Na koniec naukowcy przyjrzeli się różnym szczepom H2N2, aby sprawdzić, które z nich mogą wykorzystać tę alternatywną drogę. Zidentyfikowali trzy aminokwasy — budulcowe bloki białek — w strukturze wirusa, które są niezbędne do wiązania się z receptorem „tylnych drzwi”.
Co ciekawe, odkryli również, że wirusy te mogą replikować się szybciej i osiągać wyższe poziomy w komórkach płuc człowieka niż wirusy, które korzystają tylko z „drzwi wejściowych”. Teoretycznie może to sprawić, że wirusy te będą bardziej skłonne do wywoływania chorób u ludzi i rozprzestrzeniania się między nimi.
Głównym zmartwieniem jest to, że nie tylko ludzkie wirusy grypy dostają się do naszych komórek tą drogą — ale że wirusy grypy zwierzęcej mogą korzystać z tej samej drogi. Na przykład wirus grypy ptaków H2N2 jest wirusem grypy ptaków, który spowodował pandemię w latach 50. po wymianie genów wirus H1N1 u ludzi.
„Obecnie wirusy H2N2 nie krążą już wśród ludzi, lecz znajdują się w rezerwuarze ptaków” – twierdzi autor badania Umuta Karakusanaukowiec badawczy na Uniwersytecie w Zurychu, powiedział Live Science w e-mailu. „Biorąc pod uwagę, że osoby urodzone po 1968 r. nie były narażone na wirusy H2N2 i dlatego nie mają na nie odporności, wirusy H2 ptaków są szczególnie interesujące dla pandemia gotowość.”
Wirusy H2 mogą zarażać świnie, myszy i fretkiwraz z różnorodność ptakówTa zdolność do przemieszczania się między gatunkami i wymiany genów z innymi wirusami grypy zwiększa prawdopodobieństwo, że pewnego dnia H2N2 będzie mógł przenosić „odzwierzęco” ze zwierząt na ludzi. Jeśli takie wirusy nabiorą zdolności łatwego rozprzestrzeniania się między ludźmi, mogą wywołać pandemie.
Jak duże jest zatem zagrożenie zakażeniami odzwierzęcymi, wywoływanymi przez wirusy, które mogą wykorzystać „tylne wejście” do naszych komórek?
„Musimy zrozumieć, jak istotna jest ta droga wejścia w przypadku przeskakiwania między gatunkami” – powiedział Richard Webbydyrektor Światowej Organizacji Zdrowia Współpracujące Centrum Badań nad Ekologią Grypy u Zwierząt i Ptaków.
„Czy wirusy faktycznie korzystają z tej drogi? Jaki jest względny udział MHC-II w porównaniu z kwasem sialowym?” – powiedział Webby, który nie brał udziału w badaniu. „Te pytania są dobrym sposobem na ocenę ryzyka, że „superwirusy” krążące wśród zwierząt mogą ostatecznie przeskoczyć na ludzi”.
Dzięki lepszemu zrozumieniu zachowań tych wirusów w środowisku naturalnym naukowcy będą mogli trafniej oceniać, gdzie kryje się największe ryzyko i w jaki sposób najlepiej zapobiegać kolejnej pandemii grypy.
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się dlaczego niektórzy ludzie budują mięśnie łatwiej niż inni Lub dlaczego piegi pojawiają się na słońcu? Wyślij nam swoje pytania dotyczące tego, jak działa ludzkie ciało społeczność@livescience.com wpisując w temacie wiadomości „Health Desk Q”, a być może znajdziesz odpowiedź na swoje pytanie na stronie internetowej!
