Новые возможности для воздействия на вирус чумы плотоядных
Высококонтагиозный вирус чумы плотоядных (CDV) опасен для собак и диких животных. Он также тесно связан с не менее заразным вирусом кори. Исследователи из Бернского университета и Цюрихского университета прикладных наук впервые определили структуру «белка-причала» (H-белка) вируса CDV и описали её на молекулярном уровне. Это закладывает основу для разработки новых методов терапии для лучшего контроля заболеваний, вызываемых CDV и родственными вирусами, такими как вирус кори.
Вирус кори и CDV относятся к роду Morbillivirus. Оба патогена — это высококонтагиозные РНК-вирусы, окружённые оболочкой, на которой выступают их «белки-причалы», подобно спайк-белку коронавируса. Оба вируса вызывают респираторные инфекции и смертельный энцефалит, хотя высокая частота инфекций мозга характерна именно для CDV.
Противовирусных препаратов пока нет
Для кори противовирусные препараты стали бы привлекательным дополнением к кампаниям вакцинации. Для CDV такие препараты могут помочь в лечении восприимчивых исчезающих видов в неволе (например, панд). Однако в настоящее время не одобрено ни одного противовирусного препарата против морбилливирусов.
Для разработки эффективных лекарств необходимо лучшее понимание структуры вирусов и механизмов их проникновения в клетки. Исследователям под руководством Димитриоса Фотиадиса и Филиппа Платте впервые удалось определить структуру «белка-причала» CDV.
Эти результаты позволяют разрабатывать «индивидуально подобранные» активные вещества против «белка-причала», которые предотвращают проникновение вируса в клетки-хозяева. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Целенаправленная блокировка «белка-причала»
Механизм проникновения вирусов в клетки зависит от двух белков на вирусной оболочке: «белка-причала» (H-белок) и «белка слияния» (F-белок). Предполагается, что при взаимодействии с рецептором клетки-хозяина H-белок передаёт сигнал, активирующий F-белок. Это приводит к слиянию вирусной оболочки с мембраной клетки-хозяина и образованию поры, через которую вирусный геном попадает в клетку.
Команда с помощью крио-электронной микроскопии (крио-ЭМ) впервые определила структуру этого H-белка. Крио-ЭМ позволяет получать изображения биологических образцов при криогенных температурах (около -180 °C) с увеличением в 100 000 раз. Выяснилось, что белок характеризуется тремя основными доменами (головы, шея и стебель), образующими форму «Y».
«То, что нам удалось определить структуру, представляет собой большой скачок вперёд. Теперь мы можем понять, как различные субдомены организованы в пространстве, и это даёт нам ценный план для разработки противовирусных препаратов следующего поколения, блокирующих "белок-причал"», — говорит Димитриос Фотиадис.
Новые терапевтические подходы
«Одновременная блокировка процесса проникновения в клетку вирусов чумы и кори с помощью нескольких различных нейтрализующих молекул — многообещающая противовирусная стратегия», — объясняет Филипп Платтет.
В настоящее время исследователи уже успешно идентифицировали антитела, высокоэффективно нейтрализующие CDV. Дальнейшие исследования с использованием крио-ЭМ платформы в Бернском университете позволят ускорить структурные исследования, например, для определения структур H-белков вирусов кори и чумы, связанных с нейтрализующими антителами.
«Благодаря вирусным структурам, определённым с помощью крио-ЭМ, мы можем разрабатывать и улучшать противовирусные препараты с помощью так называемого drug design на основе структуры», — говорит Фотиадис.