Высокодетальные изображения RSV могут выявить уязвимые места стойкого вируса

Сложная форма респираторно-синцитиального вируса (RSV) — одно из препятствий, ограничивающих разработку методов лечения инфекции, которая ежегодно приводит к госпитализации или хуже для сотен тысяч людей в США, согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний. Новые изображения вируса от исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон могут стать ключом к предотвращению или замедлению инфекций RSV.

RSV представляет наибольшую опасность для маленьких детей, пожилых людей и взрослых с высоким риском респираторных осложнений. Однако, в отличие от гриппа и других распространенных заразных респираторных заболеваний, ежегодно охватывающих школы, для борьбы с RSV существует мало вариантов. В США доступны профилактические методы лечения для маленьких детей, а существующие вакцины одобрены только для беременных женщин и пожилых людей.

Структура вируса, состоящая из крошечных изгибающихся филаментов, ускользала от исследователей. Это затрудняло выявление ключевых мишеней для лекарств, включая вирусные компоненты, консервативные у родственных вирусов.

Используя метод визуализации, называемый крио-электронной томографией (cryo-ET), Элизабет Райт и её команда раскрыли детали молекул и структур, важных для формы и функции RSV. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Cryo-ET замораживает вирусные частицы или другие молекулы при ультранизких температурах, останавливая биологические процессы. Это позволяет исследователям изучать структуры организмов, клеток, органелл и вирусов, захватывая мелкомасштабные изображения структур, замороженных во времени. Множество быстро замороженных частиц RSV позволяет cryo-ET захватить (почти) все возможные конфигурации вируса под разными углами. Эти 2D-изображения объединяются для создания представления о 3D-структурах вируса с высоким разрешением — вплоть до уровня отдельных атомов.

Исследование Райт дало высокодетальные изображения, показывающие структуру двух белков RSV, RSV M-белка и RSV F-белка, которые имеют решающее значение для взаимодействия между вирусом и мембраной клетки-хозяина. Оба белка также присутствуют у родственных вирусов.

• RSV M-белок взаимодействует с мембранами клетки-хозяина, удерживая вместе филаментозную структуру вируса и координируя вирусные компоненты и другие белки, включая RSV F-белки.
• RSV F-белки расположены на поверхности вируса, готовые взаимодействовать с рецепторами клетки-хозяина и регулировать слияние и проникновение вируса в клетку.

Изображения учёных показывают, что в RSV два F-белка объединяются, образуя более стабильную единицу. По словам Райт, эта ассоциация может предотвращать преждевременное заражение клетки-хозяина F-белками.

Исследователи полагают, что пары F-белков могут быть ключом к дестабилизации вируса до того, как он будет готов заразить следующего хозяина, что делает их возможной мишенью для будущей разработки лекарств. Они продолжат изучать, как белки RSV взаимодействуют друг с другом, вызывая инфекцию.