Ключевой белок регулирует иммунный ответ на вирусы в клетках млекопитающих

Исследователи раскрыли регуляторный механизм специфического белка TRBP, играющего ключевую роль в балансировании иммунного ответа, запускаемого вирусными инфекциями в клетках млекопитающих. Эти открытия могут способствовать разработке противовирусных терапий и лекарств на основе нуклеиновых кислот для лечения генетических нарушений. Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.

Для защиты от вирусных инфекций в клетках обычно запускается серия иммунных реакций, включая запрограммированную гибель клеток (апоптоз) и интерфероновый сигналинг. Апоптоз помогает предотвратить размножение инфицированных вирусом клеток и устранить их из организма. Интерфероны — это белки, вырабатываемые клетками животных в ответ на вирусную инфекцию для защиты клетки и подавления репликации вируса. Однако регуляторный механизм, с помощью которого клетки поддерживают баланс между апоптозом и интерфероновым ответом для эффективного подавления вирусной репликации, оставался неясным.

В текущем исследовании команда, включая учёных из Токийского университета, сосредоточилась на белке TRBP (TAR RNA-binding protein), который также классифицируется как фактор РНК-интерференции (RNA silencing factor).

РНК-интерференция — это способ, с помощью которого растения и беспозвоночные животные защищаются от вирусов, расщепляя вирусную РНК. Хотя известно, что РНК-интерференция в норме контролирует экспрессию генов, оставалось неясным, как этот процесс происходит в условиях стресса вирусной инфекции.

Белок TRBP взаимодействует с сенсорным белком вируса на ранних стадиях инфекции в человеческих клетках. На поздних стадиях вирусной инфекции активируются каспазы — белки, ответственные за запуск гибели клеток.

"РНК-интерференция и интерфероновый сигналинг ранее считались независимыми путями, но несколько работ, включая нашу, продемонстрировали их взаимосвязь", — отметила соавтор Кумико Уи-Тэй, доцент Токийского университета.

Эта функциональная конверсия TRBP, запускаемая вирусной инфекцией, лежит в основе регуляции интерферонового ответа и апоптоза: TRBP необратимо усиливает запрограммированную гибель инфицированных клеток, одновременно снижая интерфероновую сигнализацию. TRBP действует, индуцируя гибель клетки и полностью останавливая вирусную репликацию, в отличие от пути интерферонового ответа, который лишь подавляет репликацию вируса, не уничтожая инфицированные клетки.

"Это исследование даёт важное понимание, ясно показав, что белок, связанный с механизмом РНК-интерференции — известным противовирусным механизмом у растений или беспозвоночных — также тесно связан с противовирусным ответом у млекопитающих, но через другой механизм", — сказала соавтор Томоко Такахаси, приглашённый исследователь Токийского университета и доцент Университета Сайтамы.

"Конечная цель — понимание молекулярного механизма, лежащего в основе противовирусной защитной системы, организованной через взаимодействие внутренних и внешних путей РНК в человеческих клетках", — добавила Такахаси.

Более глубокое понимание молекулярных механизмов защиты от вирусов направлено на стимулирование разработки лекарств на основе нуклеиновых кислот. Эти лекарства используют подходы таргетирования и ингибирования, сходные с противовирусным ответом РНК-интерференции, и обещают быть полезными для лечения более широкого круга пациентов с вирусными инфекциями, генетическими мутациями и дефектами.

Исследование проведено в сотрудничестве с Университетом Сайтамы, Университетом Тиба, Киотским университетом и Технологическим институтом Маэбаси в Японии.