Быстро распространяющаяся мутация помогает общему подтипу гриппа избежать иммунного ответа

Штаммы общего подтипа вируса гриппа, H3N2, почти повсеместно приобрели мутацию, которая эффективно блокирует связывание антител с ключевым вирусным белком, согласно исследованию, проведенному исследователями из Школы общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса, сообщает портал nexusrus.com.

Результаты имеют значение для разработки вакцины против гриппа, по словам исследователей. Современные вакцины против гриппа, которые являются «сезонными вакцинами», разработанными для защиты от недавно циркулирующих штаммов гриппа, индуцируют ответы антител в основном против другого вирусного белка, называемого гемагглютинином.

Новая мутация, описанная в исследовании, опубликованном онлайн 29 июня в PLOS Pathogens , впервые была обнаружена в сезоне гриппа 2014-2015 гг. У некоторых штаммов гриппа H3N2 и, очевидно, настолько хороша для усиления способности гриппа распространяться, что теперь она присутствует практически в все циркулирующие штаммы H3N2. Недавние сезоны гриппа, в которых штаммы H3N2 были заметны, были относительно суровыми по сравнению со средними историческими показателями.

Мутация изменяет вирусный белок, называемый нейраминидазой, и исследователи обнаружили в своем исследовании, что это изменение парадоксальным образом снижает способность вируса гриппа реплицироваться в типе человеческой носовой клетки, которую он обычно заражает. Тем не менее, исследователи также обнаружили доказательства того, что мутация более чем компенсирует этот дефицит, устанавливая физический барьер, который препятствует связыванию антител с нейраминидазой.

«Эти данные говорят нам о том, что вакцины против гриппа, ориентированные на белок гемагглютинин, оставляют вирусные отверстия, чтобы развиваться и избегать других типов иммунитета», - говорит старший автор исследования Эндрю Пекош, доктор философских наук, профессор и вице-председатель Департамента молекулярной микробиологии и иммунологии в Школа Блумберга.

Каждый год вирусы гриппа вызывают отвращение у миллионов людей во всем мире, убивая несколько сотен тысяч человек. Разнообразие штаммов гриппа и их способность быстро мутировать - два штамма, заражающие одного и того же хозяина, могут даже менять гены - сделали вирусы гриппа особенно трудной мишенью для разработчиков вакцин. Хотя ученые работают над созданием универсальной вакцины, которая в долгосрочной перспективе защитит от большинства вариантов гриппа, современные вакцины против гриппа предназначены для защиты только от короткого списка недавно циркулирующих штаммов. Любая мутация, возникающая в этих циркулирующих штаммах и улучшающая их способность к распространению, естественно представляет интерес для вирусологов гриппа.

Целью исследования было лучшее понимание работы новой мутации H3N2. Ученым известно, что он изменяет белок нейраминидазы вируса гриппа таким образом, что он обеспечивает точку присоединения, близкую к активному сайту нейраминидазы, для сахароподобной молекулы, называемой гликаном. Но как присутствие гликана в этом месте на белке нейраминидазы улучшает способность вируса заражать хозяев и распространять их, неясно.

Пекош и первый автор Харрисон Пауэлл, доктор философии, аспирант в своей лаборатории во время исследования, сравнили рост в лабораторных клетках типичных штаммов H3N2, которые имеют мутацию с присоединением гликана, к росту тех же штаммов гриппа без мутация. Они обнаружили, что мутантные версии росли заметно медленнее в клетках человека из слизистой оболочки носовых ходов - тип клеток, который вирус гриппа первоначально заражал.

Исследователи обнаружили вероятную причину такого замедления роста: мутация, привлекающая гликан, препятствует активности нейраминидазы. Известно, что белок служит важнейшим ферментом гриппа, в функции которого входит очистка пути вируса через слизь дыхательных путей и усиление высвобождения новых вирусных частиц из инфицированных клеток.

Не было совершенно неожиданным, что добавление умеренно громоздкой молекулы гликана рядом с активным центром фермента имело бы такой эффект. Но это оставило необъяснимым, как это пойдет на пользу вирусу.

Ученые раскрыли тайну, показав, что гликан блокирует антитела, которые иначе связывались бы с активным центром фермента нейраминидазы или рядом с ним.

Нейраминидаза, особенно ее активный сайт, считается одной из наиболее важных мишеней для иммунного ответа на инфекцию гриппа. Это также мишень для лекарств от гриппа, таких как Тамифлю (осельтамивир). Таким образом, имеет смысл, что мутация, защищающая эту мишень, приносит вирусу чистую выгоду, даже если это означает, что сам фермент нейраминидаза работает менее эффективно.

Пекош подчеркивает, что вирусы гриппа могут уклониться от терапии, сезонных вакцин и обычного иммунного ответа и указывают на необходимость нацеливания на несколько сайтов вируса, чтобы уменьшить вероятность того, что отдельные мутации могут создать такую ??устойчивость.

Исследователи следили за своими результатами, изучая, как новая мутация влияет на тяжесть гриппа, как он так быстро распространился среди штаммов H3N2 и как эти измененные штаммы гриппа адаптировались с дальнейшими мутациями.

Исследование было поддержано Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (CEIRS HHSN272201400007C) и Национальным институтом здоровья (T32 AI007417).