Переносчики лихорадки Денге и многих других опаснейших заболеваний сами от вирусов не страдают благодаря уникальной системе защиты насекомых. Её блокирование позволит победить болезни «гуманным» и в чем-то даже справедливым способом – пострадают лишь те комары, что являются переносчиками вируса.
Все животные, вне зависимости от размеров и среды обитания, рано или поздно сталкиваются с одним из самых серьезных, но часто недооцениваемых факторов отбора – разнообразными инфекционными агентами и паразитами. И именно в этом противостоянии, а вовсе не в форме клювиков и зубов проявляется вся фантазия природы.
В первую очередь включаются неспецифические механизмы защиты, наподобие «фагоцитоза» или «дыхательного взрыва», срабатывающие при попадании в организм чужеродных тел. Что же касается адресной реакции, то позвоночные научились синтезировать антитела, которые, прикрепляясь к бактерии или вирусу, делают их заметными для иммунной системы. Всего за неделю-другую организм успевает выработать достаточное количество антител, и иммунокомпетентные клетки полностью искореняют «врага».
Насекомые, не обладающие этим умением, нашли другой, даже более быстрый способ подавить размножение вирусов.
И хотя их метод не приводит к полному удалению вирионов из организма, он позволяет практически забыть о существовании последних.
Секрет успеха – в «нобелевском» феномене РНК-интерференции, впервые обнаруженном у круглых червей, а позже – у дрозофил и млекопитающих. Вкратце этот процесс сводится к использованию клеткой (или учеными) коротких цепочек РНК для избавления от более длинных цепочек РНК, а его основное предназначение в клетке – регуляция синтеза белка, «считывающегося» с последовательности матричной РНК (см. врез).
Однако тот же механизм будет работать и для любой другой РНК, свободно плавающей в цитоплазме клетки – в том числе и вирусной. Ученые поняли это совсем недавно, а вот насекомые пользуются таким способом борьбы с вирусами не один миллион лет. Кевин Майлс и соавторы публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences проверили это на примере москита Aedes aegypti, являющегося переносчиком таких опасных заболеваний, как лихорадка Денге или чикунгунья.
Учёные принудительно инфицировали комара потенциально летальным вирусом Sindbis и посмотрели, что из этого получится. Как оказалось, иммунной системе заражённых насекомых даже не пришлось распознавать пораженные вирусом клетки или пытаться выловить свободные вирионы в гемолимфе – все клетки москита смогли самостоятельно справиться с «заразой».
Изучив внутриклеточное содержимое, Майлс и его коллеги обнаружили, что около 10% всех коротких РНК, плавающих в цитоплазме – это кусочки РНК вируса. Хотя детальный механизм «разрезания» не установлен, авторы работы не сомневаются, что насекомые обладают специальными ферментами, которые не мешают вирусу встраиваться в геном хозяина, зато препятствуют реализации именно вирусной наследственной информации при синтезе белков по их генетическому коду.
По мнению Майлса, именно поэтому «египетский» комар не болеет лихорадкой Денге и прочими заболеваниями, переносчиком возбудителей которых он является. Эти вирусы не могут интенсивно размножаться в организме москитов, свою жизнеспособность и вирулентность они сохраняют, дожидаясь возможности перебраться в более подходящий организм.
Результаты Майлса можно использовать и для борьбы с человеческими заболеваниями: если лишить комаров их чудодейственной защиты, они не смогут переносить вирусы к людям.
При этом пострадают лишь «нечистые» комары, а популяции Aedes aegypti в целом ничто не грозит: вирусы, которые они переносят, в жизненном цикле самих комаров пока не замечены.
Чтобы проверить эту идею, Майлс и его коллеги инфицировали комаров безопасным вирусом, содержащим блок генов, блокирующий РНК-интерференцию. Такая «моноинфекция» не страшна комарам сама по себе, но полностью лишает их возможности бороться с летальными инфекциями. Добавление упомянутого Sindbis привело к гибели почти всех подопечных.
По мнению учёных, не исключено, что за миллионы лет совместной жизни быстро изменяющиеся вирусы хотя бы раз превращались в летальные для комаров формы. Но распространение таких форм практически сразу прекращалось, ведь с гибелью переносчика о полете на дальние дистанции не может быть и речи, так что вирусы куда больше москитов заинтересованы в невосприимчивости последних.
Получится ли на основе этого разработать «биологическое оружие» против комаров-переносчиков, покажет время. Для того чтобы говорить о внедрении этого механизма защиты, нужно до конца идентифицировать всех участников внутриклеточного процесса. Чем команда Майлса и займется в ближайшее время.
В первую очередь включаются неспецифические механизмы защиты, наподобие «фагоцитоза» или «дыхательного взрыва», срабатывающие при попадании в организм чужеродных тел. Что же касается адресной реакции, то позвоночные научились синтезировать антитела, которые, прикрепляясь к бактерии или вирусу, делают их заметными для иммунной системы. Всего за неделю-другую организм успевает выработать достаточное количество антител, и иммунокомпетентные клетки полностью искореняют «врага».
Насекомые, не обладающие этим умением, нашли другой, даже более быстрый способ подавить размножение вирусов.
И хотя их метод не приводит к полному удалению вирионов из организма, он позволяет практически забыть о существовании последних.
Секрет успеха – в «нобелевском» феномене РНК-интерференции, впервые обнаруженном у круглых червей, а позже – у дрозофил и млекопитающих. Вкратце этот процесс сводится к использованию клеткой (или учеными) коротких цепочек РНК для избавления от более длинных цепочек РНК, а его основное предназначение в клетке – регуляция синтеза белка, «считывающегося» с последовательности матричной РНК (см. врез).
Однако тот же механизм будет работать и для любой другой РНК, свободно плавающей в цитоплазме клетки – в том числе и вирусной. Ученые поняли это совсем недавно, а вот насекомые пользуются таким способом борьбы с вирусами не один миллион лет. Кевин Майлс и соавторы публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences проверили это на примере москита Aedes aegypti, являющегося переносчиком таких опасных заболеваний, как лихорадка Денге или чикунгунья.
Учёные принудительно инфицировали комара потенциально летальным вирусом Sindbis и посмотрели, что из этого получится. Как оказалось, иммунной системе заражённых насекомых даже не пришлось распознавать пораженные вирусом клетки или пытаться выловить свободные вирионы в гемолимфе – все клетки москита смогли самостоятельно справиться с «заразой».
Изучив внутриклеточное содержимое, Майлс и его коллеги обнаружили, что около 10% всех коротких РНК, плавающих в цитоплазме – это кусочки РНК вируса. Хотя детальный механизм «разрезания» не установлен, авторы работы не сомневаются, что насекомые обладают специальными ферментами, которые не мешают вирусу встраиваться в геном хозяина, зато препятствуют реализации именно вирусной наследственной информации при синтезе белков по их генетическому коду.
По мнению Майлса, именно поэтому «египетский» комар не болеет лихорадкой Денге и прочими заболеваниями, переносчиком возбудителей которых он является. Эти вирусы не могут интенсивно размножаться в организме москитов, свою жизнеспособность и вирулентность они сохраняют, дожидаясь возможности перебраться в более подходящий организм.
Результаты Майлса можно использовать и для борьбы с человеческими заболеваниями: если лишить комаров их чудодейственной защиты, они не смогут переносить вирусы к людям.
При этом пострадают лишь «нечистые» комары, а популяции Aedes aegypti в целом ничто не грозит: вирусы, которые они переносят, в жизненном цикле самих комаров пока не замечены.
Чтобы проверить эту идею, Майлс и его коллеги инфицировали комаров безопасным вирусом, содержащим блок генов, блокирующий РНК-интерференцию. Такая «моноинфекция» не страшна комарам сама по себе, но полностью лишает их возможности бороться с летальными инфекциями. Добавление упомянутого Sindbis привело к гибели почти всех подопечных.
По мнению учёных, не исключено, что за миллионы лет совместной жизни быстро изменяющиеся вирусы хотя бы раз превращались в летальные для комаров формы. Но распространение таких форм практически сразу прекращалось, ведь с гибелью переносчика о полете на дальние дистанции не может быть и речи, так что вирусы куда больше москитов заинтересованы в невосприимчивости последних.
Получится ли на основе этого разработать «биологическое оружие» против комаров-переносчиков, покажет время. Для того чтобы говорить о внедрении этого механизма защиты, нужно до конца идентифицировать всех участников внутриклеточного процесса. Чем команда Майлса и займется в ближайшее время.
Обсуждения Борьба с вирусом