Прошло 17 лет с тех пор, как коронавирус SARS-CoV угрожал перерасти в глобальную пандемию. Благодаря оперативным усилиям по сдерживанию вспышек инфекции, население мира избежало худшего.
На этот раз нам не повезло. То, что делает SARS-CoV-2 намного более заразным, чем его предшественник, — это вопрос, на который мы сейчас можем ответить, поскольку исследователи открывают еще один способ проникновения вируса в наши клетки.
Исследователи из Мюнхенского технического университета в Германии и Хельсинкского университета в Финляндии провели исследование, в ходе которого был обнаружен рецептор под названием нейропилин-1, который дает новому коронавирусу возможность инфицировать наши ткани.
Этот конкретный белок относительно обильно присутствует в клетках, выстилающих носовую полость, поэтому вирусу не составляет труда обосноваться в наших телах, размножиться и затем распространиться на нового хозяина.
Ранее в этом году было обнаружено, что рецептор, называемый ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2), помогает коронавирусу связываться с поверхностью клеток, в то время как фермент, называемый трансмембранной сериновой протеазой типа II (TMPRSS2), имеет решающее значение для его проникновения.
Этот вид молекулярного взлома хорошо объясняет, почему оба коронавируса SARS наносят ущерб целому ряду тканей нашего тела, от оболочки легких до пищеварительного тракта.
Но здесь не сказано, почему один из вирусов распространяется лучше, чем другой.
«Отправной точкой нашего исследования был вопрос, почему SARS-CoV, коронавирус, который привел к локальной вспышке в 2003 году, и SARS-CoV-2 распространяются такими разными путями, даже если они используют один и тот же главный рецептор ACE2», — говорит вирусолог из Хельсинкского университета Рави Охха.
Важная часть головоломки всплыла при сравнении двух вирусных геномов; SARS-CoV-2 подобрал последовательности, ответственные за образование колючего множества «крючков», мало чем отличающихся от тех, которые используются другими опасными патогенами для захвата тканей хозяина.
«По сравнению со своим предшественником, новый коронавирус приобрел «лишний кусок» на поверхностных белках, который также обнаруживается в шипах многих разрушительных человеческих вирусов, включая Эболу, ВИЧ и высокопатогенные штаммы птичьего гриппа, среди прочих», — говорит Олли Вапалахти, также вирусолог из Хельсинкского университета.
«Мы думали, что это может привести нас к ответу. Но как?»
Консультируясь с коллегами по всему миру, исследователи остановились на нейропилине-1 как на общем факторе.
Обычно этот рецептор играет роль в ответе на факторы роста, важные для развития тканей, особенно нервов. Но для многих вирусов это удобная ручка, позволяющая удерживать клетки-хозяева достаточно долго, чтобы проникнуть внутрь.
Электронная микроскопия шипов на поверхности, покрывающих частицы SARS-CoV-2, безусловно, намекала на возможность связи с рецептором.
Чтобы подтвердить это, исследователи использовали моноклональные антитела, специально отобранные для блокирования доступа к нейропилину-1.
Разумеется, «псевдовирусам», содержащим белки SARS-CoV-2, было гораздо труднее попасть внутрь, когда нейропилин-1 был заблокирован.
«Если вы думаете об ACE2 как о дверном замке для входа в клетку, то нейропилин-1 может быть фактором, который направляет вирус к двери», — говорит Вапалахти.
«ACE2 экспрессируется на очень низком уровне в большинстве клеток. Таким образом, вирусу непросто найти двери для входа. Другие факторы, такие как нейропилин-1, могут помочь вирусу найти свою дверь».
Учитывая, что нейропилин-1 экспрессируется в больших количествах в нервных тканях носовой полости, мы можем представить себе, что для SARS-CoV-2 разворачивается ковровая дорожка, как только инфекция попадает в нос.
Пристальный взгляд на образцы тканей, экспрессирующих нейропилин-1, взятых у умерших пациентов с COVID-19, усилил подозрения, а эксперимент с участием мышей помог подтвердить роль рецептора в содействии проникновению вируса в нашу нервную систему.
«В настоящее время наша лаборатория изучает действие новых молекул, которые мы специально разработали для прерывания связи между вирусом и нейропилином», — говорит Вапалахти.
