Течение инфекции зависит от времени заражения

0
60

Jeffrey Doonan / Flickr

Ученые обнаружили, что на динамику заражения вирусами может влиять время суток, что связано с действием циркадных ритмов клетки. Эксперименты, поставленные с вирусами герпеса, показали, что время заражения влияет на динамику болезни и в клеточной культуре, и в живом организме. Более того, герпесвирус оказался способен сам использовать колебания суточной активности хозяина, хотя как именно, пока неясно. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом PNAS.

Вирусы — внутриклеточные паразиты, которые используют для размножения биохимические механизмы хозяина. При этом клетка-хозяин остается под влиянием внешних факторов, в том числе и регуляторов циркадных ритмов. Исследователи из группы кембриджского профессора Ахилеша Редди (Akhilesh Reddy) пишут: «Мы предположили, что время инфицирования должно влиять на репликацию вируса». Чтобы проверить эту гипотезу, авторы интраназально вводили самкам мышей (обычного «дикого» типа) частицы рекомбинантного герпесвируса MuHV-4, несущего ген люциферазы — флуоресцентного белка, который позволяет следить за размножением и распространением вируса. Мыши содержались в условиях лаборатории, со строгим чередованием 12 часов света и 12 часов темноты.

Как оказалось, максимально стремительно вирус распространялся после заражения в самом конце фазы активности и начале отдыха (время около 0 часов). На девятый день развития инфекции его частиц при этом регистрировалось на порядок больше, чем у мышей, зараженных незадолго до начала активной фазы суток (время 10 часов). То, что этот эффект связан именно с работой механизмов, регулирующих циркадные ритмы, показали аналогичные эксперименты, поставленные на мышах с дефектным геном Bmal1, который необходим для создания циклов суточной активности. В этом случае животные содержались в тех же условиях, но никакой зависимости течения инфекции от времени заражения мыши Bmal1-/- не показали.

Ахилеша Редди и его коллеги также удостоверились в том, что эти эффекты не связаны с какими-то особенностями использованного вируса MuHV-4, проведя эксперименты с рекомбинантным герпесвирусом другого вида (обычным HSV-1) и получив ту же картину суточной зависимости. Наконец, такие же результаты были получены и в опытах с вирусом совершенно другого типа, ортомиксовирусом гриппа IAV. Во всех случаях у мышей Bmal1-/- отмечалось больше вирусных частиц, чем у дикого типа.

Опыты продолжились на клеточных культурах с работающими циркадными ритмами, показав, что максимально ярко инфекции MuHV-4 и HSV-1 развиваются после заражения в период роста активности Bmal1, а у клеток Bmal1-/- они выражены еще сильнее. «Мы предположили, что герпесвирусы способны манипулировать молекулярными часами во время инфекции», — пишут ученые. Для проверки этой гипотезы они использовали клетки мышиных фибробластов, несущих ген люциферазы, активность которого запускается тем же промотором, что и активность гена Bmal1. Заразив такие клетки герпесвирусом, ученые отметили, что шесть часов спустя активность Bmal1 (и, соответственно, флуоресцентный сигнал люциферазы) в клетках увеличивается.

Эти результаты выглядят даже парадоксально: если у клеток с нарушенной экспрессией Bmal1 инфекция развивается сильнее, то зачем вирус стимулирует активность этого гена — не лучше ли подавлять его? «Одним из очевидных объяснений может быть хроническая аритмичность клеток Bmal1-/-, которая может делать их менее готовыми к встрече с вирусом», — расплывчато сообщают Редди и его соавторы, отмечая, что разобраться в этой запутанной истории позволят исследования на других животных и других клеточных моделях с нарушениями разных аспектов работы циркадных механизмов.

Роман Фишман

N+1: научные статьи, новости, открытия