Вирус Зика распространен в Азии, Африке и Латинской Америке, где переносится москитами или передается половым путем. Он вызывает у взрослого человека лихорадку, которая может сопровождаться воспалением и болью в суставах, но чаще всего протекает без ярких симптомов и проходит сама. Наибольшую опасность вирус представляет для беременных женщин, так как у плода может возникнуть микроцефалия и другие пороки развития.
Чтобы справиться с этой опасностью, ученые в последнее время активно исследуют развитие вызванного вирусом заболевания на животных моделях, например, на мышах. Сложность заключается в том, что здоровые мыши устойчивы к действию вируса: он не вызывает у них симптомов, схожих с человеческими. Поэтому для изучения вируса до сих пор использовали мышей с выключенными генами иммунного ответа. Однако такие модели не очень эффективны, потому что не могут точно отразить, что происходит при заражении человека.
Группа исследователей из Университета Вашингтона в Сент-Луисе и Университета ИТМО решила эту проблему, сделав мышей более уязвимыми к заболеванию, а сам вирус – заразнее для мышей.
«Одна из главных мишеней вируса Зика – транскрипционный фактор STAT-2, который запускает противовирусный иммунный ответ. Обычные мыши устойчивы к вирусу, потому что он не может связаться с их вариантом этого фактора. Нашим коллегам удалось заменить мышиный STAT-2 человеческим и адаптировать вирус для мышей. В итоге получилась относительно здоровая мышь, которая болеет так же, как человек. И как человек, способна передать вирус своему потомству через плаценту», ‒ комментирует профессор Университета Вашингтона в Сент-Луисе Максим Артемов.
В основе работы лежал масштабный анализ активности генов в стволовых клетках мозга. В развивающемся мозге эти клетки наиболее подвержены разрушительному влиянию вируса. Разные клетки реагируют на вирус по-разному, но у большинства из них есть внутренние механизмы борьбы с заражением. Вирус тем патогенней, чем лучше он умеет обходить эти механизмы защиты. Чтобы разобраться в том, что происходит со стволовыми клетками мозга при заражении вирусом Зика, ученые использовали новый метод секвенирования РНК одиночных клеток (single-cell RNA-seq). Этот метод предоставляет огромное количество данных, которые позволяют отследить активность индивидуальных генов в отдельных клетках.
«Такие данные позволяют отслеживать изменения, происходящие в клетке в ответ на инфекцию. Наше исследование именно об этом: мы сравнили изменения, которые вызывают в клетках два штамма вируса Зика – природный и адаптированный. Оказалось, что активность генов выработки интерферона, главного модулятора иммунного ответа, одинакова при заражении обоими штаммами. Но активность генов ответа на интерферон была значительно меньше в случае специально адаптированного вируса. Позже мы установили, что новый штамм вируса нарушал трансляцию белка», ‒ рассказывает исследователь в лаборатории «Компьютерные Технологии» Университета ИТМО Константин Зайцев.
По словам ученых, эксперименты подтвердили, что новая модель позволяет адекватно отразить ключевые особенности течения вирусной инфекции у человека. Ее использование позволит больше узнать о природе вируса Зика и способах борьбы с ним.
Статья: An Immunocompetent Mouse Model of Zika Virus Infection. M. J. Gorman, E. A. Caine, K. Zaitsev et al. Cell Host&Microbe. 9 May 2018.
