Исследователи обнаружили жизненно важный механизм, который ранее считался исчезнувшим по мере эволюции млекопитающих, который помогает защитить стволовые клетки млекопитающих от РНК-содержащих вирусов, таких как SARS-CoV-2 и вирус Зика. Ученые предполагают, что однажды это можно будет использовать для разработки новых противовирусных препаратов.

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика обнаружили жизненно важный механизм, который, как считалось ранее, исчез по мере эволюции млекопитающих, помогает защитить стволовые клетки млекопитающих от РНК-содержащих вирусов, таких как SARS-CoV-2 и вирус Зика. Ученые предполагают, что однажды это можно будет использовать для разработки новых противовирусных препаратов.

При заражении хозяина вирус проникает в клетки для репликации. Для большинства клеток млекопитающих первой линией защиты являются белки, называемые интерферонами. Однако стволовые клетки не способны вызывать интерфероновый ответ, и существует неопределенность в отношении того, как они защищают себя.

В своем исследовании, опубликованном в Наука сегодня (8 июля) ученые проанализировали генетический материал из стволовых клеток мыши и обнаружили, что он содержит инструкции по созданию белка, названного противовирусным Dicer (aviD), который разрезает вирусную РНК и таким образом предотвращает репликацию РНК-вирусов. Эта форма защиты называется РНК-интерференцией, и этот метод также используется клетками растений и беспозвоночных.

Каэтано Рейс и Соуза, автор и руководитель группы иммунобиологической лаборатории в Крике, говорит: «Удивительно узнать, как стволовые клетки защищают себя от РНК-вирусов. Тот факт, что эту защиту также используют растения и беспозвоночные, предполагает, что она может быть чем-то, что восходит к далекой истории млекопитающих, вплоть до того момента, когда эволюционное древо пролилось. По какой-то причине, хотя все клетки млекопитающих обладают врожденной способностью запускать этот процесс, кажется, что на нее полагаются только стволовые клетки.

«Узнавая больше об этом процессе и раскрывая секреты нашей иммунной системы, мы надеемся открыть новые возможности для разработки лекарств, поскольку мы стремимся использовать естественную способность нашего организма бороться с инфекцией».

В лабораторных экспериментах, в ходе которых инженерные клетки человека подвергались воздействию SARS-CoV-2, вирус инфицировал в три раза меньше стволовых клеток, когда в клетках присутствовал aviD, по сравнению с тем, когда исследователи удаляли этот белок.

Ученые также вырастили органоиды мини-мозга из эмбриональных стволовых клеток мыши и обнаружили, что при заражении вирусом Зика органоиды с aviD росли быстрее и производили меньше вирусного материала, чем органоиды без этого белка. Точно так же, когда органоиды были инфицированы SARS-CoV-2, в органоидах с aviD было меньше инфицированных стволовых клеток.

Энцо Пуарье, автор и постдоктор из лаборатории иммунобиологии в Крике, говорит: «Почему стволовые клетки используют этот другой механизм защиты, остается загадкой. Возможно, интерфероновый процесс причинил бы слишком много вреда стволовым клеткам, поэтому млекопитающие, включая человека, эволюционировали, чтобы защитить эти драгоценные клетки от этого повреждения. По-прежнему много неясного в отношении того, как эти клетки защищены от вирусов, и мы рады продолжить изучение этого вопроса».

Исследователи продолжат эту работу, создав модель мыши, которая позволит им дополнительно изучить эффекты и важность aviD в стволовых клетках млекопитающих.

Материалы предоставлено Институт Фрэнсиса Крика