Вирус лишили сладкого

pixabay.com
pixabay.com
Наталья Резник
Наталья Резник

Острая респираторная вирусная инфекция, или попросту насморк, сильно портит нам настроение и самочувствие. Более половины случаев ОРВИ вызваны риновирусами. Эти вирусы широко распространены и неплохо изучены, тем не менее лекарства от них нет. Медики и пациенты борются не с возбудителем инфекции, а с ее симптомами, следовательно, насморк — неизлечимая болезнь. Хорошо хоть, что сама проходит. Однако у нас появилась надежда, что и на риновирусы найдется управа. Специалисты Венского медицинского университета под руководством доцента Иоганнеса Штёкля (Johannes Stöckl) и доктора Гвидо Гвальдони (Guido Gualdoni) нашли способ помешать развитию вируса, изменив метаболизм зараженных клеток. Пока новый метод опробован на мышах [1].

Риновирусы размножаются в клетках эпителия верхних дыхательных путей. Сами они не в состоянии синтезировать необходимые белки и нуклеиновые кислоты и вынуждают клетки хозяина делать всё за них. При этом клеточный метаболизм изменяется: активизируется синтез жиров, белков и нуклеотидтрифосфатов, необходимых для создания новых копий вируса, а синтез собственных белков инфицированной клетки ослабевает.

Австрийские ученые начали с того что уточнили подробности метаболических изменений при риновирусной инфекции. Они работали с первичной культурой фибробластов человека и клетками HeLa, которые заражали риновирусом RV-B14. Клетки растили в среде с глюкозой несущей флуоресцентную метку В инфицированных клетках действительно активируется синтез углеводов жирных кислот и нуклеотидов при этом клетки усиленно поглощают глюкозу. В этом процессе участвует фермент фосфоинозитид-3-киназа (PI3K) и зависимый от его активности белок GLUT1 — глюкозный транспортер который облегчает перенос глюкозы через клеточную мембрану внутрь клетки. Второй источник глюкозы — гликогенолиз. Клетка тратит запасы гликогена отщепляя от него молекулы глюкозо-1-фосфата. Клеточный метаболизм и потребление глюкозы активизируются спустя полтора часа после заражения а через семь с половиной часов возвращаются к исходному уровню В этот промежуток времени клетка работает на риновирус В клетках которым недостает глюкозы вирус размножается очень плохо.

Схема метаболических изменений, вызванных риновирусной инфекцией, и действие 2-дезоксиглюкозы (Gualdoni et al., 2018)
Схема метаболических изменений, вызванных риновирусной инфекцией, и действие 2-дезоксиглюкозы (Gualdoni et al., 2018)

Если риновирус так остро нуждается в глюкозе, можно попробовать использовать ее как мишень для антивирусной терапии. Гвидо Гвальдони и его коллеги обработали культуры инфицированных клеток 2-дезоксиглюкозой (2-ДГ). Это аналог глюкозы, который не участвует в метаболизме и блокирует гликолиз — расщепление глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты. Нерасщепленная глюкоза не может участвовать в метаболических процессах, и клетка чувствует себя так, будто глюкозы вовсе нет.

В обеих клеточных линиях 2-ДГ угнетала синтез вирусной РНК, вирусного белка VP1-3 и, как следствие, размножение риновируса. Подавляя гликолиз, 2-ДГ мешает клеточному дыханию и образованию АТФ, а также биосинтезу. Кроме того, в присутствии 2-ДГ многие белковые молекулы не могут правильно сложиться и нормально функционировать. Иными словами, 2-ДГ — сильный яд, способный уничтожить не только вирусы, но и клетки. Однако исследователи смогли подобрать концентрацию, которая, подавляя размножение риновирусов, клеткам не вредит.

Приспособить 2-ДГ для борьбы с вирусами и даже раковыми клетками пытаются с середины прошлого века. В клеточных культурах соединение подавляет репликацию нескольких вирусов, в том числе гриппа, простого герпеса и кори, и избавляет пациентов от генитального герпеса [2]. При этом 2-ДГ в основном мешает правильному складыванию белков. Однако в случае риновируса механизм оказался иным: ученые доказали, что риновирус не размножается, потому что лишен продуктов расщепления глюкозы — источника необходимых для биосинтеза углеводов.

Кроме того, 2-ДГ нейтрализует метаболические изменения, вызванные размножением вируса; синтез белков, нуклеотидтрифосфатов и жирных кислот возвращается к доинфекционному уровню.

«Википедия»
«Википедия»

Окрыленные этими результатами, австрийские исследователи опробовали действие 2-ДГ на зараженных мышах. Одновременно с суспензией вируса животным в нос закапывали раствор 2-ДГ (5 миллимоль) или растворитель в качестве плацебо. Через сутки из клеток легких выделили нуклеиновые кислоты, исследовали смывы с внутренних поверхностей легких и бронхов и рассмотрели ткани под микроскопом. Оказалось, что 2-ДГ снизила количество вирусов в клетках и уменьшила вызванное инфекцией воспаление. Нежелательных побочных эффектов исследователи не обнаружили. Хотя 2-ДГ облегчила течение мышиного насморка, животным, к сожалению, не позволили доболеть до конца и умертвили через 24 часа. Смогли бы эти мышки совершенно выздороветь или нет — неизвестно. Что касается людей, то никто из них не принимает лекарство одновременно с попаданием вируса в организм: лечиться начинают лишь при первых, а иногда и не первых симптомах заболевания. Интересно, как подействует препарат в этом случае. Будем надеяться, что австрийские ученые ответят на эти вопросы. Пока они радуются, что нашли многообещающую мишень для антивирусной терапии, и планируют исследовать влияние 2-ДГ на риновирус в клетках эпителия носоглотки, где ему и положено развиваться а также испытать вещество на других штаммах вируса в том числе выделенных в клинике.

Наталья Резник

1. Gualdoni G. A. et al. Rhinovirus induces an anabolic reprogramming in host cell metabolism essential for viral replication // PNAS. 2018. 115 (30). E 7158-E 7165. doi: 10.1073/pnas.1800525115
2. Kang H. T., Hwang E. S. 2-deoxyglucose: An anticancer and antiviral therapeutic, but not any more a low glucose mimetic // Life Sci. 2006. 78. P. 1392–1399. doi: 10.1016/j.lfs.2005.07.001

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 См. также:

  • Зомби-гены обонятельных рецепторов04.07.2017 Зомби-гены обонятельных рецепторов Всякий геном содержит псевдогены — последовательности ДНК, бывшие когда-то полноценными генами и утратившие функциональность в результате мутаций. Недавно швейцарские ученые под руководством ассоциированного профессора Лозаннского университета Ричарда Бентона (Richard Benton) обнаружили, что псевдогены, несмотря на поломку, могут быть вполне функциональны. Авторы исследования предложили для них новое название — псевдопсевдогены.
  • 02.06.2020 Военная тайна Главный пульмонолог Минобороны РФ, президент Межрегиональной ассоциации специалистов респираторной медицины Андрей Зайцев обратился к коллегам-врачам с открытым письмом, делясь с ними теми выводами, к которым привел его практический опыт: военные медики сегодня помогают гражданским врачам бороться с COVID-19. Алла Астахова решила расспросить Андрея Зайцева об этом подробнее.
  • light-bio.com05.05.2020 Разгадать «формулу» света Международная группа ученых впервые создала стабильно светящиеся растения, перенеся в них ДНК из биолюминесцентных грибов. Статья была опубликована в Nature Biotechnology и привлекла внимание не только научного сообщества, но и мировых СМИ. В научную группу вошли исследователи из московского биотехнологического стартапа «Планта», Института биоорганической химии РАН (ИБХ), станции искусственного климата «Биотрон» и Института науки и технологий Австрии. Об их прекрасном, прежде всего эстетически, научном результате рассказывает научный журналист Александра Борисова.
  • Дмитрий Жарков (sbras.info)05.05.2020 COVID-19: гонка вооружений Каким образом вирус SARS-CoV-2 корректирует ошибки при транскрипции своего генома? Как эта способность связана с безуспешностью клинических испытаний ремдесивира? И можно ли считать эти испытания окончательно проваленными? На вопросы Юлии Черной отвечает Дмитрий Жарков, член-корр. РАН, директор Центра перспективных биомедицинских исследований НГУ, зав. лабораторией геномной и белковой инженерии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (2 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: