Article
Można swobodnie udostępniać ten artykuł na licencji Attribution 4.0 International.
University of North Carolina at Chapel Hill
Badacze w końcu rozgryźli, w jaki sposób opryszczka reaktywuje się, gdy my – i nasze neurony – jesteśmy zestresowani. Odkryli również, w jaki sposób komórki mózgowe są oszukiwane w celu umożliwienia ucieczki kawałków wirusa.
Około 90 procent populacji USA ma wirusa opryszczki pospolitej (HSV), który prowadzi do zimnych ran, infekcji oczu, zmian w narządach płciowych, a w rzadkich przypadkach do zapalenia mózgu. Blisko spokrewniony wirus varicella zoster również wywołuje ospę wietrzną i półpasiec.
„Białka, które okazały się ważne dla reaktywacji wirusa, występują prawie wyłącznie w neuronach, więc stanowią dobry cel terapeutyczny” – mówi wirusolog Anna Cliffe, pierwszy i współautor badania oraz pracownik naukowy wydziału biologii komórki i fizjologii na University of North Carolina School of Medicine.
Badania te, przeprowadzone w laboratorium Mohanisha Deshmukha z UNC i opublikowane w czasopiśmie Cell Host and Microbe, zostały przeprowadzone przy użyciu pierwotnych neuronów pochodzących od myszy. Ale naukowcy twierdzą, że zaangażowane ścieżki komórkowe można znaleźć w ludzkich neuronach.
Herpes może wyczuwać stres
Wcześniejsze badania sugerowały, że HSV pozostaje uśpiony w neuronach. Deshmukh jest ekspertem w dziedzinie przetrwania i śmierci neuronów. Zastanawiał się, czy HSV „wybiera” neurony jako żywicieli, ponieważ komórki mózgowe są odporne na przeżycie; w przeciwieństwie do innych typów komórek, neurony są bardzo ostrożne w wywoływaniu śmierci komórek, nawet jeśli zostaną zainfekowane przez wirusa.
Doświadczenie Cliffe’a jako wirusologa pozwoliło zespołowi Deshmukha na zbadanie, w jaki sposób HSV reaktywuje się w neuronach. W pierwszym etapie Deshmukh i Cliffe odkryli, jak zmusić wirusa do utajenia się w pierwotnych neuronach myszy w naczyniu, a następnie do reaktywacji. To pozwoliło im zbadać specyficzne białka komórkowe, które, jak podejrzewali, biorą udział w reaktywacji wirusa.
Zastanawiali się, czy wirus jest w stanie wyczuć, kiedy neurony są pod wpływem stresu i aktywować ścieżkę ucieczki.
„Kiedy nasze ciała są zestresowane, uwalniamy wysoki poziom kortykosteroidów – naturalnego hormonu” – mówi Cliffe. „Więc użycie go w tym eksperymencie było dobrym sposobem na naśladowanie tego, co może się dziać z neuronami pod wpływem stresu.”
Badając komórki, odkryli, że szlak białkowy JNK został aktywowany tuż przed tym, jak wirus zaczął opuszczać neurony.
„Następnie użyliśmy inhibitora chemicznego, aby zablokować szlak JNK, aby sprawdzić, czy to powstrzymało reaktywację wirusa”, mówi Deshmukh. „I to dało spektakularny efekt. Kiedy zahamowaliśmy JNK, wirus nie był już w stanie się reaktywować.”
Doświadczenia Cliffe’a pokazują, że wirus znalazł sposób na modyfikację swojej chromatyny – ciasno upakowanego DNA, które kontroluje ekspresję genów. Deshmukh twierdzi, że taka modyfikacja jest rzadka w biologii, ale opryszczka wykorzystuje ją do ekspresji odrobiny swojego DNA.
Wirus generuje wystarczającą ekspresję genów, aby wywołać kaskadę zdarzeń, która pozwala całemu wirusowi uformować się poza neuronem, a następnie rozprzestrzenić się. Stamtąd rodzą się stany chorobowe, takie jak zimne owrzodzenia i zapalenie mózgu.
Następnym krokiem dla laboratorium Deshmukh jest ustanowienie tego modelu infekcji HSV i reaktywacji w ludzkich neuronach, co nie zostało jeszcze osiągnięte. Jeśli to się uda i jeśli ścieżka JNK jest kluczowa dla reaktywacji wirusa u ludzi, wtedy będzie można opracować terapie dla chorób, które są związane z HSV, jak również z blisko spokrewnionymi wirusami.
Narodowe Instytuty Zdrowia sfinansowały badanie.
Wyniki badań są dostępne na stronie internetowej.