Стволовые клетки используют уникальный метод защиты от вирусов
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика (Francis Crick Institute) обнаружили жизненно важный механизм, который помогает защитить стволовые клетки млекопитающих от РНК-вирусов, таких как SARS-CoV-2, вызывающего коронавирусную инфекцию COVID-19 и вирус Зика. Ранее считалось, что данная функция утрачена в ходе эволюционного развития. Ученые полагают, что открытие будет полезно при разработке новых противовирусных препаратов.
При заражении хозяина вирус проникает в клетки, где, реплицируясь, создаёт множество своих копий. У большинства клеток млекопитающих первой линией защиты являются белки, называемые интерферонами. Однако стволовые клетки не обладают способностью продуцировать интерферон. До настоящего времени их защитный механизм в организме не был изучен.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Today, ученые проанализировали генетический материал стволовых клеток мыши и обнаружили, что он содержит инструкции по созданию белка, названного антивирусным дайсером (англ. — antiviral Dicer, aviD), который расщепляет вирусную РНК, препятствуя её репликации. Данная форма защиты называется РНК-интерференцией, и этот метод также используется клетками растений и беспозвоночных.
Каэтано Мария Пачеко Паис дос Рейс и Соуза (Caetano Maria Pacheco Pais dos Reis e Sousa), автор и руководитель группы лаборатории иммунобиологии в Институте Фрэнсиса Крика, говорит:
«Защита стволовых клеток от РНК-вирусов – интересная тема для изучения. Тот факт, что данный механизм наблюдается у растений и беспозвоночных, предполагает его существование в древние времена ещё до разветвления филогенетического древа в ходе эволюции. Несмотря на то, что все клетки млекопитающих обладают врожденной способностью запускать этот процесс, похоже, что его используют лишь стволовые клетки.
Узнавая больше о данном свойстве и раскрывая секреты нашей иммунной системы, мы надеемся открыть новые возможности для разработки лекарств, поскольку мы стремимся использовать естественную способность нашего организма бороться с инфекцией».
В лабораторных экспериментах, в ходе которых сконструированные клетки человека подверглись воздействию SARS-CoV-2, вирус инфицировал в три раза меньше стволовых клеток, если они содержали aviD, по сравнению с клетками без данного белка.
В рамках эксперимента ученые также вырастили из эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) мыши мини-органоиды мозга. В результате заражения вирусом Зика органоиды с антивирусным дайсером росли быстрее, а вирус размножался медленнее, чем в органоидах без aviD. Также, при их инфицировании SARS-CoV-2 в присутствии aviD было отмечено меньшее количество инфицированных ЭСК.
Энцо Пуарье (Enzo Poirier), автор и постдок лаборатории иммунобиологии в Институте Фрэнсиса Крика, говорит:
«Остается загадкой причина, по которой стволовые клетки используют другой механизм защиты. Возможно, интерферон пагубно влияет на стволовые клетки, поэтому млекопитающие, включая человека, эволюционировали, чтобы защитить этот ценные материал от повреждения. Всё еще много неясного в том, как эти клетки защищены от вирусов, и мы с нетерпением ждем дальнейшего изучения».
Учёные продолжат начатое исследование. В настоящее время они создали модель мыши, которая позволит им дополнительно изучить эффекты и значимость aviD в стволовых клетках млекопитающих.
