Учёные выяснили, каким образом вирус Андес, встречающийся в Южной Америке, прикрепляется к клеткам человека и как антитела, способные предотвращать заражение, блокируют его действие. Результаты исследования, опубликованные в научном журнале Nature, открывают новые возможности для разработки лекарственных средств против хантавирусных инфекций.

Хантавирусы — это группа РНК-содержащих вирусов, которые распространяются преимущественно через грызунов. Люди могут заразиться ими, вдыхая пыль, загрязнённую частицами мочи, фекалий или слюны инфицированных грызунов.

Одни виды хантавирусов встречаются преимущественно в Европе и Азии, другие — в Америке. Некоторые из них вызывают геморрагическую лихорадку с поражением почек, тогда как другие могут нарушать работу лёгких и сердца. В тяжёлых случаях развивается дыхательная недостаточность, которая может привести к смерти. В настоящее время количество специально одобренных противовирусных препаратов для лечения хантавирусных инфекций ограничено, поэтому терапия в основном направлена на облегчение симптомов заболевания.

Международная группа исследователей под руководством Леандро Баттини из Парижского университета Сите во Франции изучила механизм проникновения вируса Андес в клетки. Особенность этого вируса заключается в том, что, в отличие от большинства других хантавирусов, в определённых случаях он способен передаваться от человека к человеку.

Чтобы проникнуть в клетку человека, вирус сначала должен прикрепиться к её поверхности. Для этого вирус Андес использует белок PCDH1, расположенный на поверхности клеток. Этот белок присутствует, в частности, в клетках кровеносных сосудов и в норме участвует в формировании связей между клетками. Хотя учёным уже было известно о взаимодействии вируса с этим белком, точный механизм их соединения оставался неясным.

Исследователи подготовили в лаборатории модель белкового выступа на поверхности вируса и изучили её вместе с рецептором PCDH1 с помощью криоэлектронной микроскопии. Этот метод позволил рассмотреть их структуру с очень высокой точностью.

В результате выяснилось, что четыре молекулы белка Gn объединяются, образуя небольшое углубление в центре вирусного выступа. Определённый участок белка PCDH1 входит в это углубление и одновременно взаимодействует со всеми четырьмя молекулами Gn. Таким образом, структура, необходимая для распознавания рецептора, формируется только после полного образования белкового выступа вируса. Другой белок этого выступа — Gc — помогает вирусной оболочке сливаться с клеточной мембраной.

Учёные также определили три небольших структурных участка белка Gn, участвующих в распознавании клеток человека. В ходе экспериментов соответствующие участки другого хантавируса — вируса Хантаан — заменили участками вируса Андес. После этого созданные в лаборатории вирусные частицы начали связываться с рецептором PCDH1. Однако это взаимодействие было слабее, чем у исходного вируса Андес.

Одним из важных результатов исследования стало объяснение того, как антитела препятствуют прикреплению вируса к клеткам. Поскольку углубление, в котором вирус соединяется с рецептором, очень узкое, обычным антителам трудно проникнуть в него напрямую. Тем не менее учёные установили, что антитела способны блокировать действие вируса двумя разными способами.

Два из четырёх изученных нейтрализующих антител располагаются рядом с углублением и закрывают его вход. Ещё два связываются с другими участками белкового выступа вируса. Из-за их размера рецептор PCDH1 не может приблизиться к месту, необходимому для соединения. Таким образом, антитела способны препятствовать прикреплению вируса к клетке, даже не проникая непосредственно в углубление.

По мнению исследователей, это открытие может иметь большое значение для разработки новых методов лечения хантавирусных инфекций. В частности, рассматривается возможность создания небольших молекул или специальных антител, способных проникать в углубление, с помощью которого вирус распознаёт рецептор. Если удастся заблокировать этот участок, вирусу будет сложнее прикрепляться к клеткам и запускать инфекционный процесс.

Вместе с тем для оценки эффективности этого подхода в лечении необходимы дополнительные исследования.