A vírus a vékonybélben található enterocita sejtek megfertőzésével váltja ki a betegséget, de a fogékony sejtek csak töredékében van vírus.
A 90-es évek közepén, a tudósok azt javasolták, hogy a fertőzött sejtek kis része elősegítse a súlyos betegségeket azáltal, hogy jeleket küld, amelyek megzavarják a szomszédos, nem fertőzött sejtek normális működését, de a jel jellege rejtély maradt.
A folyóiratban megjelent jelenlegi tanulmányban Tudomány , a Baylor Orvostudományi Főiskola kutatói által vezetett csapat felfedezte, hogy a rotavírussal fertőzött sejtek jelzőmolekulákat szabadítanak fel, adenozin -difoszfát (ADP), amely a P2Y1 sejtreceptorát a szomszédos sejtekhez köti.
A P2Y1 ADP által történő aktiválása ezekben a nem fertőzött sejtekben sejtek közötti kalcium hullámoknak nevezett jeleket eredményez. Az ADP receptorhoz való kötődésének megszakítása csökkentette a hasmenés súlyosságát a betegség egérmodelljében, azt sugallva, hogy a P2Y1 célzása hatékony stratégia lehet a vírusos hasmenés kontrollálására emberi populációkban.
Korábbi tanulmányainkban fluoreszkáló kalcium-érzékelőket és time-lapse képalkotást alkalmazva felfedeztük, hogy a rotavírussal fertőzött sejtek rendellenes kalciumjeleket mutatnak, amelyeket a sejtek közötti kalcium hullámok fényes impulzusaként tudunk megjeleníteni, amelyek a fertőzött sejtekből sugároznak. A kalcium -jelátvitelről ismert, hogy a rotavírus -fertőzés különböző aspektusaihoz kapcsolódik, és munkánk feltárta a rotavírus által kiváltott változások dinamikus jellegét . "
Dr. Joseph Hyser, Tanulmányozó szerző és adjunktus, Virológia és mikrobiológia, Baylor Orvostudományi Főiskola
Hyser a Baylor -i Alkek Metagenomic and Microbiome Research Centre tagja is. "A kalcium -jelátvitelről ismert, hogy a rotavírus -fertőzés különböző aspektusaihoz kapcsolódik, és munkánk feltárta a rotavírus által kiváltott változások dinamikus jellegét."
A mostani tanulmányban a kutatók a kísérleteket a vírus alacsonyabb dózisával végezték, és észrevették, hogy nem csak a vírussal fertőzött sejtek mutattak dinamikus kalcium-jelzést, de a fertőzött sejteket körülvevő szomszédos, nem fertőzött sejtek is kalciumhullám -impulzusokat állítottak elő, amelyek összhangban voltak a fertőzött sejtekével.
Ez a megfigyelés arra enged következtetni, hogy a fertőzött sejtek sejtközi kalciumhullámokat válthatnak ki a nem fertőzött sejtekben.
A kutatók a 90-es évek közepén javasolt koncepcióhoz kötötték megfigyelésüket, amely arra utal, hogy a rotavírussal fertőzött sejtek olyan jeleket küldenek a szomszédos, nem fertőzött sejtekhez, amelyek megzavarják működésüket, hasmenés és hányás elősegítése.
"Az élő fluoreszcens mikroszkópiáról készült videóink, amelyek intercelluláris kalciumhullám-jelzést mutatnak mind a rotavírus-fertőzött, mind a nem fertőzött sejtekben, példátlan eszközt biztosítottak a javasolt jel természetének vizsgálatára, amelyet nem azonosítottak, -mondta az első szerző, Dr. Alexandra L. Chang-Graham, egy M.D./Ph.D. az Orvostudósok Képzési Programjának hallgatója, aki Ph.D. dolgozat a Hyser laborban dolgozik.
Chang-Graham, Hyser és munkatársai három különböző laboratóriumi modellel dolgoztak, hogy azonosítsák azt a jelet, amely sejtek közötti kalciumhullámokat vált ki a nem fertőzött sejteken.
Egy majom vesesejtvonalat használtak, amelyet általában a rotavírus vizsgálatára használtak. Emberi bél enteroidokkal is dolgoztak, tenyésztési rendszer, amely összefoglalja az emberi fertőzés számos jellemzőjét, valamint a rotavírus -fertőzés és a hasmenés újszülött egérmodellje.
Tanulmányaik kimutatták, hogy a kalciumhullámok feltételezett kiváltója, például prosztaglandin E2 és nitrogén -monoxid, nem váltott ki kalciumválaszt. Aztán tesztelték az ATP -t és az ADP -t, ismert kalcium -jelátviteli közvetítők, amelyeket korábban nem társítottak rotavírus -fertőzéssel.
Azt találták, hogy a rotavírussal fertőzött sejtek sejtközi kalciumhullámokat indítanak el azáltal, hogy felszabadítják a receptorhoz kötődő ADP-t, P2Y1, fertőzött szomszédos sejteken. A P2Y1 gén kiiktatása, amely megakadályozza az ADP jelzést, csökkentett sejtközi kalcium hullámok.
"A három modellrendszerben folyamatosan bizonyítékokat találtunk arra, hogy a rotavírussal fertőzött sejtek ADP-vel jelzik a nem fertőzött sejteket, és ez hozzájárul a betegség súlyosságához, "Chang-Graham mondta." Paradigmaváltásnak tartjuk, hogy a tényleges jel, ADP, korábban nem is volt a radaron. "
További vizsgálatok feltárták az ADP korábban ismeretlen szerepét a rotavírus fertőzésben és a replikációban, az ADP reflektorfénye, mint a rotavírus okozta súlyos hasmenés és hányás számos tényezőjének fontos kiváltója.
Például, a kutatók bizonyítékot találtak arra, hogy az ADP jelátvitel növeli a rotavírus fertőzést, gyulladásos citokin IL1-alfa expressziója és a szerotonin szekréciója, hasmenés előidézője.
Az ADP jelátvitel növeli a prosztaglandint és nitrogén -monoxidot termelő enzimek expresszióját is, potenciálisan a rotavírus fertőzésben megfigyelt vegyületek növekedését okozhatja. Az ADP jelátvitel és az intercelluláris kalcium hullámok megakadályozása csökkentette a fent említett vegyületek termelését.
"Végül, megállapítottuk, hogy a P2Y1 receptor gátlása egérmodellben csökkentette a rotavírus okozta hasmenés súlyosságát, -mondta Chang-Graham.
"Az intercelluláris kalcium hullámok segítségével, A rotavírus felerősíti azon képességét, hogy a közvetlenül megfertőzött sejteken túl is betegséget okozzon. Ez az első azonosított vírus, amely aktiválja az ADP által közvetített sejtközi kalciumhullámokat. Ez lehet egy olyan stratégia, amelyet más vírusok is használnak, hogy betegségeket okozzanak gazdáikban. "
"Eredményeink új és nagyon erős jelátviteli utat adnak a rotavírusos hasmenés okozó mechanizmusaihoz, - mondta Hyser.
"Ami a kezelést illeti, ez azért izgalmas, mert jelenleg néhány P2Y1 -et célzó gyógyszer preklinikai tesztelés alatt áll, mint anticlotting gyógyszerek. Lehetséges, hogy az ilyen gyógyszereket újra felhasználhatják, ha bizonyítottan biztonságos a gyermekek számára, rotavírus fertőzés okozta hasmenés kezelésére. "