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 30 tokens
Главная задача популяризатора науки — объяснять сложное простым языком, причем так, чтобы это захватывало и удивляло. В идеале для этого автор сам должен быть ученым — не только «для авторитета», но и ради профессионального навыка обращения с информацией, умения отличать…
  • 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