Эффективность, с которой вирусы перемещаются между клетками, во многом определяет тяжесть инфекционного заболевания. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science Bulletin, ученые из Научного центра здравоохранения Пекинского университета и Харбинского ветеринарного научно-исследовательского института обнаружили ранее неизвестный механизм, который помогает вирусам распространяться быстрее и агрессивнее. Оказалось, что вирусы способны захватывать и использовать для своих целей естественные процессы, происходящие в организме.
Исследовательская группа выяснила, что в клетках, инфицированных вирусом везикулярного стоматита (VSV), вирусный генетический материал и белки активно упаковываются в миграсомы. Это недавно открытые клеточные структуры, которые образуются только тогда, когда клетка находится в движении. Таким образом, вирусные компоненты не просто хаотично высвобождаются, а целенаправленно загружаются в «контейнеры», напрямую связанные с миграцией клеток. По сути, вирус оседлал транспортную систему самой клетки.
Некоторые из этих миграсом содержали внутри вирусные нуклеиновые кислоты, а на своей внешней мембране несли белок VSV–G, характерный для поверхности вируса. Ученые назвали эти крупные вирусоподобные структуры «мигрионами». В отличие от свободно плавающих вирусных частиц, мигрионы представляют собой совершенно особую форму вирусного транспорта, созданную из компонентов как вируса, так и клетки-хозяина.
Когда вирусы распространяются с помощью мигрионов, а не в виде отдельных частиц, они размножаются в новых клетках гораздо быстрее. Такой ускоренный рост происходит потому, что мигрионы доставляют сразу несколько копий вирусного генома, что позволяет процессу репликации начаться немедленно и одновременно в нескольких точках. Более того, исследование показало, что мигрионы могут переносить более одного типа вирусов одновременно, что отличает их от традиционных механизмов распространения.
Достигнув новой клетки, мигрионы проникают внутрь через процесс эндоцитоза, не нуждаясь в специфических рецепторах на клеточной поверхности. Оказавшись внутри, под воздействием кислой среды, они сливаются с мембраной эндосомы и высвобождают свое вирусное содержимое. Этот шаг является критически важным для начала репликации и захвата новой клетки.
Эксперименты на мышах показали, что мигрионы гораздо более заразны, чем свободные вирусные частицы. Животные, подвергшиеся заражению через мигрионы, страдали от гораздо более тяжелых форм заболевания, включая серьезные инфекции легких и мозга. Эти инфекции приводили к развитию энцефалита и часто заканчивались летальным исходом, что подчеркивает повышенный патогенный потенциал этого пути передачи.
Авторы исследования предполагают, что мигрион – это химерная структура, гибрид вируса и миграсомы, – представляет собой совершенно новую модель межклеточной передачи вирусной инфекции. Связывая распространение вируса напрямую с движением клеток, этот механизм бросает вызов устоявшимся представлениям о том, как развиваются инфекции. Вместо пассивного высвобождения в окружающие ткани, вирусы могут активно использовать собственный двигательный аппарат организма для эффективного и системного распространения. Этот новый взгляд на вирусную диссеминацию может объяснить, почему некоторые инфекции развиваются так стремительно.
