Ученые впервые выделили вирус Зика, член семейства вирусов Flaviviridae, в которое также входят вирусы желтой лихорадки, денге и Западного Нила, в 1947 году, и до недавнего времени он обычно вызывал лишь легкие симптомы у людей. Однако официальные лица здравоохранения впервые зарегистрировали более крупные вспышки вируса, переносимого комарами, в 2007 году, кульминацией которых стала крупная эпидемия в Западном полушарии в 2015-2016 годах. Впервые инфекция Зика также была связана с серьезными симптомами, включая микроцефалию у младенцев, инфицированных в утробе матери, и синдром Гийена-Барре у взрослых.
Эти острые симптомы и быстрое распространение вируса побудили Всемирную организацию здравоохранения объявить вирус Зика чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, имеющей международное значение, и стимулировали интерес ученых к факторам, влияющим на инфекцию Зика, о которых мало что известно.
В целом, флавивирусная инфекция в клетках млекопитающих опосредована множеством молекул клеточной поверхности и кофакторов прикрепления, объяснил Суджит Пуджхари, доцент энтомологии Колледжа сельскохозяйственных наук Пенсильванского университета. Предыдущая работа показала, что белок теплового шока 70 (Hsp70) является одной из таких молекул-хозяев для нескольких вирусов, включая вирус денге, вирус японского энцефалита и ротавирус.
«В этих случаях Hsp70 может действовать прямо как рецептор или косвенно, помогая прикреплять вирусы на поверхности клетки, где они могут взаимодействовать со специфическими рецепторами», – сказал Пуджхари. "Hsp70 также играет роль в контроле репликации вируса у нескольких типов вирусов, включая грипп A и бешенство.
Мы предположили, что Hsp70 может иметь аналогичные функции в отношении вируса Зика."
Исследователи, опубликовавшие свои результаты в журнале Emerging Microbes & Infections, проверили эту гипотезу, инфицировав печень человека, нервные клетки человека и клетки почек обезьяны вирусом Зика. Когда они использовали антитело Hsp70 или рекомбинантный Hsp70 в качестве конкурента для блокирования взаимодействия между белком и вирусом, количество инфекционного вируса в клетках было уменьшено, что указывает на то, что Hsp70 участвует в способности вируса Зика проникать в клетки.
Исследователи также обнаружили, что Hsp70 влияет на репликацию вируса.
Их результаты показали, что вирусная инфекция Зика индуцирует экспрессию Hsp70, и когда они обрабатывали клетки ингибитором Hsp70 для снижения продукции белка, это также уменьшало продукцию инфекционных частиц вируса Зика. Точно так же, когда они вызывали сверхэкспрессию Hsp70, продукция инфекционных вирусных частиц была значительно увеличена.
Кроме того, команда обнаружила, что инфицированные вирусом Зика клетки, обработанные ингибитором Hsp70, содержат повышенные уровни вирусных частиц по сравнению с количеством наблюдаемого внеклеточного вируса. Это накопление внутриклеточных вирусных частиц указывает на то, что Hsp70 играет роль в высвобождении зрелых вирусных частиц из клеток.
«Эти результаты показывают, что Hsp70 является неотъемлемой молекулой-хозяином для заражения клеток-хозяев вирусом Зика, влияя на несколько этапов цикла инфекции – прикрепление вируса к клеткам, репликацию вируса внутри клеток и выход вируса из инфицированных клеток», – сказал Джейсон Рэгон, профессор энтомологии и эпидемиологии болезней, Пенсильванский университет.
«Поскольку в настоящее время не существует эффективного лечения или вакцины от инфекции Зика, чрезвычайно важно разработать методы лечения, чтобы уменьшить инфекцию и тяжелые клинические исходы, особенно для беременных женщин и развивающихся плодов», – сказал он. "Множественные критические роли Hsp70 в жизненном цикле инфекционного вируса Зика подтверждают, что Hsp70 может стать потенциальной мишенью для будущих методов лечения вируса Зика."
В исследовательскую группу также входили Марко Брустолин и Ванесса Масиас, докторанты в области энтомологии; Рут Ниссли, техник-исследователь, и Суреш Кучипуди, клинический доцент, ветеринарные и биомедицинские науки, Penn State. Также в проекте участвовал Масаси Номура, доцент факультета садоводства, Университет Тиба, Тиба, Япония. Институты наук о жизни им.
Хака Пенсильвании, Национальный институт здоровья и Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний поддержали это исследование.