Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Генетический «иммунитет» к вирусу Зика существует?

Ученые из университета Сан-Паулу провели уникальное исследование близнецовых пар, позволившее обнаружить и изучить генетические маркеры чувствительности нервной системы к вирусу Зика. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Генетический «иммунитет» к вирусу Зика существует

Одна из самых ярких особенностей вируса Зика, который приобрел особый статус, несмотря на сравнительно небольшое количество смертельных исходов — серьезное влияние на плод беременной женщины, перенесшей заболевание. У 6-12 процентов детей, матери которых болели во время беременности, наблюдается проявление совокупности симптомов, включающих микроцефалию и нарушения в строении нервной системы, называемые врожденным Зика-синдромом (Congenital Zika Syndrome, CZS). Такой разрушительный эффект достигается тем, что вирус воздействует на прогениторные клетки нервной системы (Neural Progenitor Cells, NPC).



Исследователей интересовало, почему CZS наблюдается не у всех детей заболевших матерей, а только у части. Предполагали, что важную роль в защите от влияния вируса Зика играют особенности генома: как определенные гены, так и уровень их экспрессии. Для проверки гипотезы ученые решили использовать близнецовый метод – один из самых надежных методов исследования того, как влияет генетика и/или факторы окружающей среды на какое-либо явление.

Кроме того, медицинская статистика говорила о том, что среди генетически идентичных близнецов частота заболеваемости обоих выше, чем среди двоен. Это дало веские основания считать, что для проявления CZS факторы наследственности важнее, чем факторы среды.

В эксперименте приняли участие девять пар близнецов, две моно- и семь дизиготных. Их геном исследовали на предмет возможных факторов врожденной устойчивости к Зика, особое внимание уделяя эпигенетическим факторам. Среди дизиготных близнецов было шесть пар, в которых один ребенок болел CZS, а второй оставался здоров (так называемых дискордантных), во всех остальных поражались оба ребенка (конкордантные).

Не один ген


В первой серии генетических тестов участвовали все младенцы. Тесты включали в себя проверку на наличие маркеров уже известных факторов развития микроцефалии, чтобы исключить любое воздействие кроме вируса Зика, а также проверку на моногенетическую природу устойчивости/чувствительности к вирусу.

Руководители исследовательской группы, доктор Майана Затц (Dr. Mayana Zatz) и профессор Мария Рита Пассос-Буено (Maria Rita Passos-Bueno, PhD) — генетики из Исследовательского центра человеческого генома и стволовых клеток Университета Сан-Паулу (University of São Paulo, USP) — говорят, что, согласно результатам проверок, устойчивость и чувствительность к вирусу Зика нельзя объяснить активностью одного гена.

«При этом совокупная активность определенных генов может показать, что вирус Зика может стать единственной причиной появления микроцефалии у ребенка, — комментирует доктор Затц, — Я думаю, что мы сможем выявлять будущих родителей, у детей которых могут быть проблемы, и давать им приоритет в программах тестирования вакцины.»

Для дальнейших тестов ученые культивировали прогениторные клетки нервной системы из клеток крови младенцев: сначала зрелые клетки превратили в плюрипотенстные (human-indused Pluripotent Stem Cells, hiPSC), а затем дифференцировали их в NPC. Процедуру провели с тремя парами дискордантных близнецов. На клеточных тестах исследовали взаимодействие вируса с полученными культурами клеток.

NPC заразили наиболее распространенной линией вируса и оценили результат через четыре дня. Визуально количество живых клеток в культурах, полученных от здоровых детей, оказалось значительно больше, чем таковое в культурах от детей с CZS. Более точные методы также выявили большее количество копий вируса в пересчете на одну зараженную клетку в CZS-NPC культурах. Таким образом, клетки CZS-детей оказались более чувствительны к вирусной атаке и практически не имели способности ей сопротивляться.

«Мы смогли в лабораторных условиях воспроизвести процессы, происходящие в клетках плода. Для всех трех пар близнецов результаты оказались одинаковыми: процесс инфицирования не случаен. Мы смогли подтвердить гипотезу о генетической составляющей чувствительности плода к вирусу Зика», — прокомментировала доктор Затц.

На уровне ДНК


Поиск конкретных маркеров устойчивости к вирусу проводили методом секвенирования РНК, так как ключевым мог оказаться не только факт наличия/отсутствия определенных генов, но и уровень их активности. Самые яркие различия в уровне экспресии показали для гена DDIT4L, кодирующего протеин, тормозящий процесс клеточной смерти: в зараженных клетках уровень его экспрессии оказался в 12,6 раз ниже. Также в зараженных клетках выявился более низкий уровень экспресии генов FOXG1 и LHX2, продукты которых вовлечены в процесс развития головного мозга на клеточном и тканевом уровне.

Самым важным оказалось наличие разницы уровней экспрессии не только в уже зараженных культурах, но и в незараженных NPC. Это означает, что генетическое профилирование родителей позволяет предсказать возможную чувствительность будущего ребенка к вирусу Зика и снизить риск возникновения CZS профилактическими методами.

Факт того, что есть закономерность в поражении младенцев вирусом Зика с последующим проявлением симптомов врожденного Зика-синдрома означает большой прорыв не только в фундаментальном понимании механизмов взаимодействия вируса с клетками нервной системы, но и дает новую информацию для разработки эффективной вакцины от вируса Зика, которая сможет защитить не только взрослых, но и маленьких детей.

Текст: Виктория Стельмах





Ссылка на источник

Tags: ДНК, вирусы, генетика, диагностика, иммунитет, исследования
Subscribe

Posts from This Journal “генетика” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments