Ключ к лечению простуды может скрываться в наших собственных клетках

Нацеливание на белки, которые помогают вирусам.

Отредактировано 2023-15-06
Редактирование генов фото

Сезон насморка уже наступил, но есть и потенциальное решение - и мы не имеем в виду куриный суп. Исследователи из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили специфический белок в человеческих клетках, который, будучи отключенным, может остановить некоторые из самых надоедливых вирусов на их пути. Исследователи надеются, что их результаты, опубликованные на этой неделе в журнале Nature, могут проложить путь к новой эре в борьбе с риновирусами (известными под общим названием "простуда") и более серьезными энтеровирусами, такими как полиомиелит и те, которые вызывают воспаление мозга или энцефалит.

"Наш подход немного отличается от обычного противовирусного подхода, когда вы непосредственно воздействуете на вирусные белки, - говорит старший автор исследования Ян Э. Каретте, микробиолог из Стэнфордского университета. Обычные методы лечения пытаются уничтожить вирусы, воздействуя на их белки, которые необходимы им для жизни. Но патогенам нужны и наши белки: они размножаются, внедряя свою ДНК в клетки хозяина. Для этого процесса разным вирусам нужны разные белки.

Каретт и его коллеги использовали CRISPR-Cas9 для проверки всего генома человека в поисках белка, от которого зависит репликация всех энтеровирусов. Используя существующую библиотеку генных нокаутов - клеток, в которых один ген не работает - они вырастили культуру с нокаутами разных генов в разных клетках, охватывающую все 20 000 генов, встречающихся у человека. Затем они заразили культуру риновирусом и другим типом энтеровируса, позволив патогенам и клеткам сразиться друг с другом. Несколько клеток выжили и продолжали реплицироваться, но один успешный тип привлек их внимание: ген, неработающий в нем (SETD3), как известно, не участвует в вирусной репликации, но вирусы не могли реплицироваться в клетках, в которых отсутствовал белок, кодирующий SETD3.

Исследователи создали отдельную колонию клеток с нокаутированным SETD3 и запустили в нее несколько типов энтеровирусов, включая риновирус. Но "нокаут сделал их полностью устойчивыми к вирусной инфекции", - говорит Каретт. Вирусы просто не могли производить больше самих себя. Есть надежда, что ингибирование белка позволит лечить разнообразные группы вирусов, и патогенам будет сложнее выработать иммунитет к нему, чем к методам, атакующим сами вирусы.

Это открытие, как и большинство других, вызывает как минимум столько же вопросов, сколько и ответов. "Это прекрасная научная работа", - говорит Энн К. Пальменберг, биохимик из Висконсинского университета в Мэдисоне и эксперт по энтеровирусам, которая не принимала участия в исследовании. Но "пока не выбрасывайте свой куриный суп", - говорит она. Пока команда Каретта не выяснит, как и почему этот конкретный белок так важен для репликации энтеровируса, она говорит, что нет возможности узнать, к каким методам лечения это может привести, а к каким нет. "Добраться от того места, где они находятся, до того, где они хотели бы быть, - это еще 20 лет работы", - говорит она.

Именно эту работу и хочет проделать команда. В отличие от человеческих клеток, выращенных в лаборатории, подвергать реальных людей постоянному изменению всего тела с помощью CRISPR не является хорошей или осуществимой идеей (и, конечно, было бы излишеством для лечения мелкого жучка). Цель состоит в том, чтобы "найти химическое вещество, которое может инактивировать этот белок и защитить вас от заражения этими энтеровирусами", - говорит Каретт. Но пока они не выяснят, почему отсутствие этого белка останавливает энтеровирусы на их пути, говорит Пальменберг, разработка лекарств не может продвинуться вперед.

В настоящее время SETD3 является загадкой, и даже потенциальные последствия нокаута далеко не ясны. В рамках работы команда вырастила мышей с подавленными генами SETD3, и они смогли достичь взрослого возраста без видимых проблем - и с устойчивостью к заражению энтеровирусами. Но еще многое предстоит выяснить о том, как будет работать вызванный лекарствами нокаут белка у людей и какие побочные эффекты он может иметь.

"Мы обнаружили в клетке мишень для лекарств", - говорит Каретт. Но это только начало. Даже если это исследование действительно ознаменует начало конца нашей борьбы с простудой, любая терапия, основанная на этом открытии, потребует годы разработки, прежде чем начнутся крупномасштабные испытания на людях. Держите под рукой куриный суп и коробки с салфетками - насморк останется здесь еще надолго.