Вариант вируса гепатита С, позволяющий заражать мышей, расширяет возможности исследований
Единственным естественным хозяином вируса гепатита С (HCV) является человек. Модельные организмы для лабораторных исследований, особенно мыши, не могут быть инфицированы, что делает поиск вакцины против HCV крайне сложным, поскольку защитный эффект невозможно проверить напрямую.
Чтобы понять, почему вирус не может инфицировать мышей, и чтобы обеспечить разработку новых моделей животных, исследователи из TWINCORE в Ганновере создали адаптированный вариант вируса, который может инфицировать клетки печени мышей in vitro. Теперь они опубликовали свою работу в JHEP Reports .
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 50 миллионов человек хронически инфицированы вирусом гепатита С. Хотя вирус является предметом интенсивных исследований с момента его открытия 35 лет назад, а эффективные методы лечения доступны уже около десяти лет, это инфекционное заболевание остается серьезной проблемой здравоохранения во всем мире.
Около 1 миллиона человек ежегодно заражаются этим вирусом, и более 250 000 человек умирают от вируса гепатита С. Эффективная вакцина могла бы помочь решить эту проблему, но пока не разработана, отчасти потому, что исследования эффективности на лабораторных животных — обычно мышах — с вирусом гепатита С невозможны. Вирус поражает только людей и шимпанзе. Поэтому понимание того, почему вирус не поражает мышей и как преодолеть этот барьер, является важным вопросом в исследовании вируса гепатита С.
В предыдущих работах в Нью-Йорке и Мадриде доктор Джули Шелдон, ученый из Института экспериментальной вирусологии и первый автор исследования, уже изучала варианты вируса гепатита С, которые были лучше адаптированы к культурам клеток человека.
«Здесь мы описываем первый вариант вируса гепатита С, который может инфицировать клетки печени мышей и размножаться там», — говорит Шелдон.
Чтобы добиться этого, она и ее коллеги воспользовались особенностью вируса гепатита С: «ВГС — это РНК-вирус, который генерирует очень большую популяцию вариантов из-за высокой скорости репликации и мутации», — говорит Шелдон. «Это разнообразие позволяет вирусу быстро адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и позволило нам адаптировать вирус для заражения клеток мышей».
«Новый вариант вируса гепатита С очень эффективно реплицируется в клетках печени, выделенных у мышей», — говорит Шелдон. За это отвечали в общей сложности 35 изменений в белках вируса. Это около 1% возможных позиций — вирус по-прежнему на 99% идентичен исходному вирусу.
«Однако инфекция действует только в том случае, если на поверхности клеток мыши присутствуют два основных фактора проникновения в клетку человека — CD81 и окклюдин, и если врожденный иммунный ответ клеток ограничен — либо генетически, либо ингибитором».
В дальнейших экспериментах ученые объединили различные мутации в так называемый молекулярный клон. Этот молекулярный клон использовался для выяснения того, какой механизм вирус использовал для преодоления видового барьера: «Как структурные, так и неструктурные белки содержали мутации, которые привели к повышению специфической инфекционности и более высокой репликации», — говорит доктор Мелина Винклер, второй автор исследования. «Хотя мутации в белках оболочки способствуют адаптации, они не являются единственными, ответственными за фенотип».
Впервые продемонстрированная здесь адаптация вируса к клеткам мышей открывает совершенно новые возможности для исследований.
«Это приблизило нас на большой шаг к разработке мышиной модели вируса гепатита С», — говорит профессор Томас Питшман, директор Института экспериментальной вирусологии в TWINCORE. «Разработка вакцины также пока не удалась, поскольку у нас не было модели на животных . Благодаря нашим новым открытиям это теперь в пределах досягаемости».