Обнаружена причина высокого инфекционного потенциала коронавируса SARS-CoV-2

Отправной точкой исследования был вопрос, почему коронавирус SARS-CoV привел к гораздо меньшей вспышке атипичной пневмонии в 2003 году, нежели SARS-CoV-2 в 2020 году. Было сделано предположение, что эти вирусы все-таки имеют отличия, которые обусловливают их разную способность к распространению и проникновению в клетки.

Чтобы объяснить эти различия, исследователи изучили S-белки с поверхности капсида вируса SARS-CoV-2, и обнаружили, что, по сравнению со своим «более старым» родственником, новый коронавирус приобрел дополнительный короткий участок Arg-Arg-Ala-Arg на своих поверхностных белках. Такой же участок имеется в шипах многих высокопатогенных человеческих вирусов, включая Эбола, ВИЧ и штаммы птичьего гриппа. Поворотным моментом исследования стало то, что  та же последовательность, которую приобрел новый коронавирус, также присутствует в некоторых клеточных белках и гормонах, которые используют рецепторы нейропилина.

Еще в 2009 году было высказано предположение, что возможно, подобно нашим гормонам, вирусы, обладающие этим ключом, могут использовать рецепторы нейропилина для доступа к тканям человека. Блокируя нейропилин-1 антителами, исследователи смогли значительно уменьшить инфицирование в лабораторных культурах клеток, что может свидетельствовать в пользу данного предположения. 

«Если вы думаете об ACE2 как о дверном замке для входа в клетку, то нейропилин-1 может быть фактором, который направляет вирус к двери. ACE2 экспрессируется на очень низких уровнях в большинстве клеток. Таким образом, вирусу непросто найти двери для проникновения. Нейропилин-1 помогает вирусу найти свою дверь», - сообщил доктор  Джузеппе Балистрери, глава исследовательской группы по  вирусной клеточной биологии  из Хельсинкского университета.

Поскольку нарушение обоняния является одним из симптомов COVID-19, а нейропилин-1, как известно, локализован на поверхности клеток носовой полости, ученые исследовали образцы тканей умерших пациентов с COVID-19. «Мы хотели выяснить, действительно ли клетки, снабженные нейропилином-1, инфицированы SARS-CoV-2, и обнаружили, что это так», - рассказала Мика Саймонс, профессор молекулярной нейробиологии из Технического университета Мюнхена. 

Дополнительные исследования на мышах показали, что нейропилин-1 может обеспечивать транспортировку вируса из клеток слизистой оболочки носа в центральную нервную систему. Животным вводили крошечные частицы размером с вирус через нос. Эти наночастицы были химически сконструированы так, чтобы связываться с нейропилином-1. Оказалось, что через несколько часов наночастицы достигали нейронов и капиллярных сосудов головного мозга, тогда как контрольные частицы без сродства к нейропилину-1 - нет. 

По словам исследователей, пока слишком рано размышлять о том, может ли прямое блокирование нейропилина использоваться в качестве терапевтического подхода, поскольку это может привести к побочным эффектам. Но этот вопрос может стать предметом будущих исследований.

Источник: helsinki.fi.