Исследователи Stanford-UCSF сообщают о новом лекарстве от простуды для клеток человека и мышей

Временное отключение одного белка внутри наших клеток может защитить нас от простуды и других вирусных заболеваний. согласно исследованию, проведенному учеными из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Результаты были сделаны на культурах клеток человека и на мышах.

<цитата>

Наши бабушки всегда спрашивали нас, «Если ты такой умный, почему вы не придумали лекарство от простуды ?. Теперь у нас есть новый способ сделать это ».

Ян Каретт, Кандидат наук, доцент кафедры микробиологии и иммунологии

Подход нацеливания на белки в наших собственных клетках также помог остановить вирусы, связанные с астмой, энцефалит и полиомиелит.

Простуды, инфекции верхних дыхательных путей, не связанные с гриппом, по большей части неудобства длиною в неделю. Это также самое распространенное инфекционное заболевание в мире, обходится экономике Соединенных Штатов примерно в 40 миллиардов долларов в год. По крайней мере, половина всех простудных заболеваний возникает в результате риновирусных инфекций. Существует около 160 известных типов риновирусов, Это помогает объяснить, почему простуда не мешает вам заболеть еще одной через месяц. Что еще хуже, риновирусы очень подвержены мутациям и, как результат, быстрое развитие лекарственной устойчивости, а также для того, чтобы избежать иммунного надзора, вызванного предыдущим контактом или вакциной.

В исследовании, которое будет опубликовано в Интернете 16 сентября в Природная микробиология , Каретт и его соратники нашли способ остановить широкий спектр энтеровирусов, включая риновирусы, от репликации внутри человеческих клеток в культуре, а также у мышей. Они достигли этого подвига, отключив белок, в клетках млекопитающих, и это, по-видимому, необходимо всем энтеровирусам для репликации.

Каретт разделяет старшее авторство с Ор Гозани, Доктор медицины, Кандидат наук, профессор биологии Стэнфордского университета и профессор биологии д-р Моррис Герцштейн; Рауль Андино, Кандидат наук, профессор микробиологии и иммунологии в UCSF; и Неван Кроган, Кандидат наук, профессор клеточной и молекулярной фармакологии в UCSF. Ведущие авторы - бывший аспирант Стэнфорда Джонатан Дип, Кандидат наук, и стэнфордские ученые-постдокторанты Яу Шин Оои, Кандидат наук, и Алекс Уилкинсон, Кандидат наук.

Известный и опасный

Один из самых известных и вызывающих опасение энтеровирусов - это полиовирус. До появления эффективной вакцины в 1950-х годах вирус вызывает паралич и смерть многих тысяч детей каждый год только в Соединенных Штатах. С 2014 г. другой тип энтеровируса, EV-D68, был причастен к загадочным двухгодичным вспышкам полиомиелита, острый вялый миелит, в США и Европе. Другие энтеровирусы могут вызывать энцефалит и миокардит - воспаление мозга и сердца, соответственно.

Как и все вирусы, энтеровирусы путешествуют легко. Чтобы воспроизвести, они используют белки в инфицированных ими клетках.

Чтобы узнать, какие белки в клетках человека имеют решающее значение для фертильности энтеровирусов, исследователи использовали полногеномный скрининг, разработанный в лаборатории Каретта. Они создали культивированную линию человеческих клеток, которые могли заразить энтеровирусы. Затем исследователи использовали редактирование генов, чтобы случайным образом отключить один ген в каждой из клеток. Полученная культура содержала, в совокупности, клетки, лишенные того или иного из каждого гена в нашем геноме.

Ученые заразили культуру RV-C15, риновирус, который, как известно, обостряет астму у детей, а затем с EV-C68, вовлечены в острый вялый миелит. В каждом случае, некоторым клеткам удалось пережить инфекцию и образовать колонии. Ученым удалось определить, какой ген в каждой выжившей колонии был выведен из строя. Хотя оба RV-C15 и EV-D68 являются энтеровирусами, они таксономически различны и требуют разных белков клетки-хозяина для выполнения своих стратегий репликации. Так, большинство человеческих генов, кодирующих белки, необходимые для развития каждого вирусного типа, были разными, тоже. Но было лишь несколько отдельных генов, отсутствие которых подавляло способность обоих типов проникать внутрь клеток. копировать вырваться из их сотовых гостиничных номеров и вторгнуться в новые камеры. Особо выделялся один из этих генов. Этот ген кодирует фермент SETD3. "Очевидно, что для вирусного успеха это было важно, но об этом было мало что известно, "Сказал Каретт.

Ученые создали культуру клеток человека без SETD3 и попытались заразить их несколькими различными видами энтеровирусов - EV-D68, полиовирус, три различных типа риновирусов и две разновидности вируса Коксаки, что может вызвать миокардит. Ни один из этих вирусов не может реплицироваться в клетках с дефицитом SETD3, хотя все они оказались способны грабить клетки, у которых была восстановлена ​​способность продуцировать SETD3.

Исследователи наблюдали 1, 000-кратное снижение репликации вируса внутри клеток человека, лишенных SETD3, по сравнению с контролем. Выключение функции SETD3 в эпителиальных клетках бронхов человека, инфицированных различными риновирусами или EV-D68, сокращает репликацию примерно в 100 раз.

Непроницаемые мыши

Биоинженерные мыши, полностью лишенные SETD3, выросли до явно здорового взрослого возраста и были фертильными. однако они были невосприимчивы к заражению двумя различными энтеровирусами, которые могут вызывать паралитический и смертельный энцефалит, даже когда эти вирусы были введены непосредственно в мозг мышей вскоре после их рождения.

"В отличие от обычных мышей, мыши с дефицитом SETD3 полностью не были затронуты вирусом, "Каретт сказала." Это был вирус, который был мертв в воде, не мышь ".

Энтеровирусы, ученые узнали, не используют секцию SETD3, которую клетки используют для рутинной ферментативной активности. Вместо, энтеровирусы вращаются вокруг белка, который взаимодействует с другой частью молекулы SETD3, каким-то еще неизвестным образом, необходимо для их тиражирования.

"Это дает нам надежду на то, что мы сможем разработать лекарство с широким противовирусным действием не только против простуды, но, возможно, и против всех энтеровирусов, даже не нарушая нормальную функцию SETD3 в наших клетках, "Сказал Каретт.

Каретт и Гозани являются членами Стэнфордского института биохимии и здоровья матери и ребенка, а также преподаватели Стэнфордского ЧЭМ-Н. Гозани - член Стэнфордского института рака.

• Бактериальные изменения кишечника влияют на результаты лечения волчанки во время беременности
• Новые усилия по изучению газов в желудочно-кишечном тракте и их влияния на заболевания кишечника.