Wirusy atakują nasze komórki poprzez białka obecne na powierzchni błony komórkowej. Zwykle jedno białko ułatwia przyczepienie się wirusa do komórki, a inne wniknięcie do jej wnętrza. Dlatego to, czy wirus może czy nie może zainfekować danej komórki, w dużym stopniu zależy od jej typu.
Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że w 2021 roku na odrę zachorowało prawie dziewięć milionów ludzi na całym świecie. Zwykła postać wirusa odry nie jest jednak zdolna do zaatakowania układu nerwowego. Wirusy, które długo utrzymują się w organizmie, mogą natomiast ulegać mutacjom kodującym kluczowe białka odpowiedzialne za zdolność do infekowania komórek.
– Wirus odry zwykle zaraża tylko komórki odpornościowe i nabłonkowe, powodując wysypkę i gorączkę. Dlatego wyszliśmy z założenia, że u pacjentów z SSPE wirus musiał zmutować w organizmie, a następnie uzyskać zdolność infekowania komórek nerwowych. Wirusy RNA, takie jak wirusy odry, mutują i ewoluują w bardzo szybkim tempie, ale dokładny mechanizm ich ewolucji w celu infekowania neuronów pozostawał dotąd nieznany – mówi prof. Yuta Shirogane z Wydziału Nauk Medycznych Uniwersytetu Kyushu, jeden z autorów badania, którego wyniki opublikowano na łamach „Science Advances”.
Najważniejszym czynnikiem umożliwiającym wirusowi odry zainfekowanie komórki jest tzw. białko fuzyjne (białko F). We wcześniejszych badaniach japoński zespół wykazał, że pewne mutacje w białku F umożliwiają mu fuzję z synapsami nerwowymi.
W najnowszym badaniu naukowcy z Kyushu przeanalizowali genom wirusa odry pobranego od pacjentów z SSPE i odkryli w białku F efekty różnorodnych mutacji. Co ciekawe, niektóre ze zmian zwiększały zdolność do infekowania mózgu, podczas gdy inne – ograniczały ją.
– Wyjaśnienie okazało się zaskakujące. Kiedy wirus infekuje neuron, robi to poprzez „transmisję en bloc”, w której wiele kopii wirusowego genomu dostaje się do komórki. Genom kodujący zmutowane białko F jest przekazywany jednocześnie z genomem normalnego białka F i prawdopodobnie oba białka współistnieją w zakażonej komórce – wyjaśnia prof. Shirogane.
W oparciu o tę hipotezę zespół przeanalizował aktywność fuzyjną zmutowanych białek F, gdy obecne były normalne białka F. Wyniki pokazały, że aktywność fuzyjna zmutowanego białka F jest tłumiona poprzez interferencję ze strony normalnych białek F, ale ta interferencja może być „przezwyciężona” przez akumulację mutacji w białku F.
W innym przypadku zauważono, że odmienny zestaw mutacji w białku F daje odwrotny skutek: zmniejszenie aktywności fuzyjnej. Jednak taka mutacja ta może „współpracować” z normalnymi białkami F w celu zwiększenia aktywności fuzji. Zatem nawet białka F ze zmniejszoną zdolnością do atakowania neuronów, mogą nadal infekować mózg.
– Zjawisko, w którym mutacje interferują lub współgrają ze sobą, nazywa się „sociowirusologią”. To wciąż nowa koncepcja, ale zaobserwowano, że wirusy wchodzą ze sobą w interakcje jako grupa. To bardzo ekscytująca perspektywa do przyszłych badań – mówi prof. Shirogane.
Japońscy naukowcy mają nadzieję, że wyniki ich prac pomogą opracować leki na SSPE, a także wyjaśnić mechanizmy ewolucyjne wspólne dla wirusów o podobnych do odry mechanizmach zakażania, takich jak nowe koronawirusy i herpeswirusy.
Źródło: Outbreak News Today
