Ученые поняли причину неудач создания вакцины против ВИЧ и Зика

Вирус Зика (красный) в клетках плаценты. Фото Physorg

Геномная история ближневосточных предков современного человека, заселивших просторы Европы и Азии, показывает, что расселение способствовало увеличению разнообразия на уровне ДНК. Этот процесс способствовал уменьшению доли неандертальских генов в 1,5–3 раза. Авторы статьи в журнале Nature полагают, что неандертальская ДНК оказалась для современных людей «токсичной».

Токсичной для клеточного генома оказываются и молекулы наследственности вирусов – например, вирусов ВИЧ и Зика. Первый, попадая в клетку, делает копию в виде ДНК, которая встраивается в геном жертвы и пребывает там в латентном состоянии. Диагноз ВИЧ-инфицирования при этом ставят по наличию в крови белковых антител, синтезируемых иммунной системой. Печальный парадокс состоит в том, что они не могут остановить СПИД. На протяжении трех десятилетий весь мир безуспешно пытается создать вакцину, и лишь недавно стала ясна причина неудач.

Проникновение вируса в клетку происходит с помощью белка Env, связывающегося с протеиновыми рецепторами поверхности иммунных клеток. Рецепторы втягивают вирус в клетку, которая «считает» его питательной частицей (эндоцитоз). Вакцины делали против белка Env (антигена), получая к нему антитела, однако они не работали в реальных условиях.

Оказалось, что защитные белки не могут нейтрализовать вирус, оболочечный протеин которого прикрыт мощной «броней», образуемой примерно сотней молекул олигосахаридов (молекулами сахаров). Ученые не теряют надежды, что у некоторых инфицированных людей синтезируются эффективные антитела широкого спектра действия, нейтрализующие ВИЧ.

Новая вакцина Национального института здоровья США (NIH), Йеля и Калифорнийского университета в Сан-Франциско содержит антитела к фрагменту Env, состоящему из 15–20 гидрофобных (отталкивающих воду) аминокислот. Станет ли пептид-«гидрофоб» ахиллесовой пятой ВИЧ, покажут будущие испытания вакцины. Сейчас же можно подчеркнуть, что динамика взаимодействия поверхностных протеинов важна для онкологических исследований и понимания природы нейродегенеративных заболеваний и расстройств.

Одно из них вызывается вирусом Зика, выделенным в Уганде еще в 1947 году. В норме он вызывает мощный иммунный ответ организма, стимулируя выброс защитных интерферонов. Они были открыты в начале 1950-х, а название получили за свою «интерференцию», или вмешательство, препятствующее межклеточному распространению вируса.

Долгие полвека Зика считался не опаснее легкого гриппа. Однако в 2007 году его новый вариант вызвал самую настоящую эпидемию на острове Яп в Меланезии. За последние два года случаи заражения им отмечены в Новой Каледонии и французской Полинезии, а также в Бразилии. Детальное описание проникновения вируса через плаценту и атаки им нервных стволовых клеток в мозге плода появилось в трех авторитетных журналах – Cell, Cell Stem Cell и Nature.

Клетки плаценты имеют РНК, атакующую свою вирусную «кузину». Однако при увеличении вирусной нагрузки в плаценте в 1000 раз больше, чем в крови матери, эта защита не срабатывает. В американском Сент-Луисе, бразильском Сан-Пауло и в Пекине вирусом заражали мышат, а в Университете Висконсина в Мэдисоне – развивающийся плод макаки резус. У мышат было выявлено истончение коры головного мозга (core plate), а в Мэдисоне ультразвук показал уменьшение обезьяньей головки уже через 25 дней после инфицирования плода.

Суть процесса раскрыли сотрудники Неврологического института университета МакГила в Монреале. Известно, что предшественники нейронов развиваются из клеток радиальной глии (или клеточного «клея» белого вещества). Клетки могут двигаться с помощью клеточных выростов (филоподий). Зика, атакуя клетки глию, блокирует движение предшественников нейронов в кору. А это приводит к клеточному дефициту и уменьшению слоев коры (истончению).