Ученые обнаружили новые противовирусные функции обонятельных нейронов у рыб
Вирусы окружают нас повсюду, и многие из них, такие как грипп или рабдовирусы, проникают в организм через нос, чтобы затем инфицировать легкие или мозг. Ученые из Университета Нью-Мексико исследуют, как иммунная система и обонятельные нейроны в носу совместно предотвращают распространение вируса.
Открытие в модели рыб
В 2014 году группа под руководством доцента Ирэн Салинас обнаружила, что у радужной форели вирусная инфекция вызывает не только иммунный ответ в обонятельном органе, но и изменяет экспрессию обонятельных рецепторов и нейрональных генов.
Последующие эксперименты показали, что один тип обонятельных сенсорных нейронов — крипт-нейроны — быстро исчезает после попадания вируса в нос. Оказалось, что они стремительно погибают, как только экспрессируемый ими рецептор TrkA взаимодействует с вирусом.
Междисциплинарное исследование
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), стало частью докторской диссертации Али Сепахи. Работа финансировалась NSF и USDA.
- Сотрудничество с электрофизиологом Мар Уэртас из Техасского университета показало, что рыбы могут «чувствовать запах» вирусов: взаимодействие вызывает электрические ответы в обонятельных нейронах, которые передаются в обонятельную луковицу ЦНС.
- Профессор Кристофер Алан Джонстон создал рекомбинантные вирусные белки, позволившие идентифицировать часть вируса, взаимодействующую с нейронами форели.
- Команда Викториано Мулеро из Университета Мурсии (Испания) подтвердила важность крипт-нейронов на модели рыбки данио-рерио. Оказалось, что особи без этих нейронов легче погибают от рабдовирусной инфекции.
Ключевые выводы
- Сверхбыстрый иммунный ответ: Нейроиммунный ответ на вирус в обонятельном органе происходит в течение минут и одновременно регистрируется в ЦНС, куда вирус еще не проник.
- Нейроиммунное взаимодействие: Существует сотрудничество между периферией (обонятельный орган) и ЦНС (обонятельная луковица) для защиты от вирусов. Иммунный ответ в ЦНС может запускаться дистанционно, в ответ на патоген в другом месте.
- Значение для здоровья: Исследование подчеркивает критическую роль назального иммунитета в защите ЦНС от патогенов. Сигналы из носа в ответ на опасность (например, вирусы) могут влиять на работу мозга и поведение.
Перспективы и дальнейшая работа
Лаборатория Салинас сейчас исследует, происходят ли аналогичные процессы у мышей, чтобы приблизиться к пониманию инфекций у человека. Рыбьи модели (форель, данио) удобны для таких исследований, так как их обонятельный орган расположен поверхностно и похож на человеческий.
Полученные данные могут иметь значение для разработки назальных вакцин как для аквакультуры, так и для человека. Перевод этих открытий в область здоровья человека требует дальнейшего изучения на млекопитающих.