Ниже представлены изображения вируса гриппа H1N1, сделанные в лаборатории гриппа CDC. Предоставлено / Центры по контролю за заболеваниями
Команда из Массачусетского технологического института и Центров по контролю и профилактике заболеваний нашла генетическое объяснение того, почему новый H1N1 "свиной грипп" вирус передается от человека к человеку менее эффективно, чем другие вирусы гриппа.
Штамм H1N1, который облетел земной шар этой весной, имеет форму поверхностного белка, который неэффективно связывается с рецепторами, обнаруженными в дыхательных путях человека, сообщает группа ученых в онлайн-выпуске журнала Science от 2 июля.
"Хотя вирус способен связывать рецепторы человека, он явно ограничен," говорит Рам Сасисекхаран, профессор Эдварда Худ Тэплина и директор Отделения медицинских наук и технологий Гарвардского технологического института (HST) и ведущий автор статьи из Массачусетского технологического института. Сасисехаран и его сотрудники из лаборатории активно исследуют вирусы гриппа.
Это ограниченное или слабое связывание вместе с генетической изменчивостью фермента полимеразы H1N1, о которой исследователи Массачусетского технологического института впервые сообщили три недели назад в Nature Biotechnology, объясняет, почему вирус не распространяется так же эффективно, как сезонный грипп, – говорит Сасисехаран. Однако известно, что вирусы гриппа быстро мутируют, поэтому есть основания для беспокойства, если H1N1 претерпевает мутации, улучшающие его сродство к связыванию.
"Нам нужно обратить пристальное внимание на эволюцию этого вируса," говорит Сасисекхаран.
11 июня Всемирная организация здравоохранения объявила предупреждение о пандемии гриппа H1N1 уровня 6. По данным ВОЗ, более 300 человек умерли и более 70000 инфицированы.
Генетическая вариация
Сасисехаран и старший микробиолог CDC Терренс Тумпи ранее показали, что способность вируса гриппа заражать людей зависит от того, может ли его белок гемагглютинин связываться с определенным типом рецептора на поверхности респираторных клеток человека.
В новой статье Science Sasisekharan, Tumpey и его коллеги сравнили новый штамм H1N1 с несколькими сезонными штаммами гриппа, включая некоторые более легкие штаммы H1N1, а также с вирусом, вызвавшим пандемию гриппа 1918 года. Они обнаружили, что новый штамм, как и ожидалось, способен связываться с преобладающими рецепторами в дыхательных путях человека, известными как зонтичные рецепторы альфа 2-6 гликанов.
Однако эффективность связывания варьируется между штаммами гриппа, и эта вариация частично определяется участком связывания рецептора (RBS) в белке гемагглютинина. Команда обнаружила, что RBS нового штамма H1N1 гораздо менее эффективно связывает человеческие рецепторы, чем другие вирусы гриппа, которые инфицируют людей.
Исследователи также обнаружили, что новый штамм H1N1 неэффективно распространяется у хорьков, что точно имитирует человеческий грипп, в том числе то, как он распространяется или передается у людей. Когда хорьки находились в тесном контакте друг с другом, они подвергались воздействию достаточного количества вирусных частиц, чтобы инфекция легко распространялась. Однако, когда хорьков содержали отдельно и вирус мог распространяться только воздушно-капельным путем, болезнь распространялась гораздо менее эффективно.
Это согласуется с передачей этого вируса, наблюдаемой до сих пор у людей, – говорит Сасисехаран. Большинство вспышек происходили ограниченными группами, иногда в семье или школе, но не распространились намного дальше.
"Одним из главных преимуществ долгосрочных инвестиций в исследования биологии углеводов и химии является понимание взаимосвязи между углеводной структурой клеточной поверхности и вирусной инфекционностью," сказал Джереми М. Берг, директор Национального института общих медицинских наук Национального института здоровья, который частично финансировал исследование. "Инструменты, разработанные для формирования такого понимания, помогают в реагировании на такие события, как недавняя вспышка гриппа H1N1."
Вторая мутация
Исследователи также выявили вторую мутацию, которая ухудшает способность H1N1 быстро распространяться.
Недавние исследования показали, что вирусная РНК-полимераза, известная как PB2, имеет решающее значение для эффективной передачи вируса гриппа. (РНК-полимераза контролирует репликацию вирусов, когда они заражают хозяина.) Новый штамм H1N1 не имеет версии гена PB2, необходимой для эффективной передачи.
Исследователи Массачусетского технологического института под руководством Сасисехарана впервые сообщили о работе PB2 в онлайн-выпуске журнала Nature Biotechnology от 9 июня. Это исследование также показало, что новый штамм H1N1 имеет значительную генетическую вариабельность белков, на которые нацелены текущие вакцины, что делает вероятным, что существующие сезонные вакцины будут неэффективными против нового штамма.
Более того, исследователи обнаружили, что новому штамму может потребоваться всего лишь одно изменение или мутация, которые могут привести к неэффективному взаимодействию с лекарством от гриппа осельтамивиром, широко известным как Тамифлю, что повышает вероятность того, что штаммы, устойчивые к Тамифлю, могут легко появиться.
Источник: Массачусетский технологический институт (новости: в Интернете)