Зловещ трик помага на херпеса да изследва нервната система за цял живот

Зловещ трик помага за предаването на херпес към нервната система.

• Учените откриват как херпесът отвлича протеин, за да зарази нервната система
• Отваря вратата към дълго търсените HSV1 и HSV2 ваксини
• Повече от половината от възрастните в Съединените щати носят HSV1
• Вирусът може да причини слепота и животозастрашаващ енцефалит и може да допринесе за деменция

Херпес тип 1 се запечатва с целувка за цял живот. Повече от половината от възрастните в Съединените щати са носители на вируса на херпес симплекс 1 (HSV тип 1), който хибернира в периферната нервна система и никога не може да бъде унищожен.

Ново проучване беше публикувано в Northwestern Medicine в темпераментна природа Той разкри измамната стратегия на вируса за заразяване на нервната система и отвори пътя за разработването на отдавна необходима ваксина както за HSV1, така и за неговия близък брат, HSV2.

Някои носители никога няма да страдат като херпес от HSV1. Но за други може да причини слепота или животозастрашаващ енцефалит. Има все повече доказателства, че допринася за деменция.

А HSV2, който по-често се предава чрез сексуален контакт, може да се предаде от майката на новороденото по време на процеса на раждане като неонатален херпес, който се проявява като лезии по цялото тяло на бебето. Повечето деца се възстановяват, но в най-лошите случаи може да причини увреждане на мозъка или да се разпространи до всички органи и да бъде фатално.

„Нуждаем се спешно от ваксина, за да предотвратим нахлуването на херпес в нервната система“, каза д-р Грегъри Смит, професор по микробиология и имунология.

Новото изследване от лабораторията на Смит разкри чрез него. Проучването открива как херпесът отвлича протеин от епителните клетки и го превръща в треска, за да му помогне да пътува до периферната нервна система. Те нарекоха процеса „асимилация“. Това е откритие, което може да има широко разпространени последици за много вируси, включително ХИВ и SARS-CoV-2— каза Смит.

релси за каране

„Вирусът трябва да инжектира своя генетичен код в ядрото, за да може да започне да произвежда повече херпесни вируси“, каза Смит. Той препрограмира клетката, за да се превърне във фабрика за вируси. Големият въпрос е как се стига до ядрото на неврон? „

Подобно на много вируси, херпесът скача по влакови релси в клетка, наречена микротубули, и използва протеинови двигатели, наречени динеин и кинезин, за да се движи по релсите. Екипът на Смит откри, че херпесът използва двигател от кинезин, който носи със себе си от други клетки, за да го транспортира до ядрото на неврона. Протеинът кинезин става дефицитен, за да служи на целта на вируса.

„Като разберем как вирусът постига този невероятен подвиг да проникне в нашата нервна система, сега можем да мислим как да отменим тази способност“, каза Смит. Ако можете да предотвратите поглъщането на кинезин, ще получите вирус, който не може да зарази нервната система. И тогава имате кандидат за превантивна ваксина.“

Херпесът обикаля цялата страна

Представете си клетката като железопътен парк. Всички пътища водят до оста, наречена центрозома. Има два вида влакови задвижвания: динеин и кинезин протеини. Единият пътува към оста – да речем центъра – а другият ви отвежда далеч от нея в предградията.

Когато по-разпространен вирус, като грип, инфектира епителните клетки на лигавицата (клетките, които покриват носа и устата ви), той се хваща за двата мотора и се движи напред-назад по пътищата на микротубулите, докато накрая достигне ядрото повече или по-малко случайно. Като цяло преходът от покрайнините към ядрото, през центрозомата, е кратко пътуване.

Но пътуването по нервите е еквивалентно на пътуване по кънтри. Херпесът скача върху dynein drive по време на това пътуване, но той също така се уверява, че кинезин дисковете не го връщат така, както е дошъл.

„Пътят е дълъг“, каза Смит. „Вероятно са му необходими осем часа, за да пътува от края на неврона до аксона.“

Но моторът на Dynein не можеше да го изкара по-далеч от оста. И херпесът трябва да стигне до ядрото. Тогава той влиза в „джоба“ си и изважда кинезинов мотор, който го е грабнал от епителните клетки на лигавицата и е убеден, че ще стане част от екипа му. И в акт на предателство, този погълнат кинезин го транспортира директно до ядрото.

„Това е първото откритие на всеки вирус, който рециклира клетъчен протеин и го използва за стимулиране на по-късни кръгове на инфекция“, каза Кейтлин Пейдж, студентка в магистърската програма на Driskill по науки за живота и водещ автор на изследването.

„Развълнувани сме да разкрием молекулярните механизми, разработени от тези вируси, които ги правят най-успешните патогени, известни на науката“, каза Смит.

Справка: „Херпесните вируси поглъщат кинезин, за да произвеждат автоматизирани вирусни частици“ От Caitlin E. Page, Sophia F. Zechik, Ewa Bomba-Warczak, Vladimir Jovacevič, Dong Ho Kim, Himanshu Kharkwal, Duncan W. Wilson, Derek Walsh, Patricia J. Соларис, Гари Е. Пикард, Джефри Н. Савас и Грегъри А. Смит, 17 ноември 2021 г., достъпно тук. темпераментна природа.
DOI: 10.1038 / s41586-021-04106-w

Други Северозападни участници в изследването са д-р София Зайчик; лабораториите на д-р Джефри Савас, асистент в катедрата по неврология на Кейн и Рут Дейв, катедра по поведенческа невронаука; и Дерек Уолш, д-р, професор по микробиология и имунология. Лабораториите на Дънкан Уилсън (Медицински колеж Алберт Айнщайн), д-р Патриша Соларес и Гари Пикард (Университета на Небраска-Линкълн) също допринесоха за изследването.

Смит е член на Комплексния онкологичен център на Робърт Х. Лоури в Северозападен университет.

Изследването е финансирано основно от Националните институти по здравеопазване AI056346, с допълнителна подкрепа от AI125244, AI148780, AI141470, NS106812, Националната научна фондация и гранта за клетъчно и молекулярно обучение по болести T312GM0806.