Сахарная шапка для свиного гриппа
Свиной грипп и «испанка» имеют общую структурную особенность, отличающую их от сезонных гриппов последних лет. Из-за этого они чувствительны к одним и тем же антителам, что открывает возможности для разработки эффективной и безопасной вакцины против штаммов, вызывающих масштабные эпидемии.
Несмотря на то что сейчас уже довольно очевидна правота фразы «проблема свиного гриппа слишком раздута», его продолжают сравнивать со смертоносной «испанкой», унесшей в 1918 году до 20 млн жизней по всему миру. К слову сказать, несложный поиск показывает, что в 2005 году было столь же модно сравнивать «испанку» с бывшим тогда в чести и забытым сейчас птичьим гриппом, что ставит под некоторое сомнение проводимые параллели.
Однако ученые утверждают, что связь гриппа образца 2009 года с гриппом 1918 года, несмотря на 90 лет разницы, действительно существует, что обосновано серьезными фактическими данными. Ученые из Национального института здоровья (США) обнаружили, что
эти две «версии» вируса гриппа содержат одинаковый структурный фрагмент, обеспечивающий их чувствительность к одним и тем же антителам.
Исследователям удалось локализовать на молекулярном уровне уязвимый участок вируса. Они предполагают использовать эти данные для разработки вакцины, которая поможет предотвратить пандемии высоко вирулентных (проще говоря, сильно заразных) штаммов вируса.
Их работу публикует ScienceTranslationalMedicine.
«Полученный результат стал для нас неожиданностью. Он приближает нас к пониманию процесса эволюции вирусов, вызывающих пандемию, в сезонные штаммы. Кроме того, теперь у нас есть направление, по которому следует двигаться, чтоб создать вакцину, способную предотвратить или хотя бы замедлить эту трансформацию», – отметил Энтони Фаучи, директор института, где проводились исследования.
Было проведено два ряда экспериментов. В одном из них ученые ввели мышам вакцины, созданные на основе дезактивированного вируса 1918 года. Затем животных подвергли действию активного вируса Н1N1 2009 года. Все привитые мыши выжили. Во втором эксперименте была смоделирована обратная ситуация: мышей привили современным вирусом, и это позволило им успешно перенести «испанку».
Таким образом, прививание одним из вирусов позволяло мышам успешно вырабатывать антитела для борьбы с другим.
«Это удивительный результат. Мы не предполагали, что перекрестно специфичные антитела будут вырабатываться у вирусов, разделенных таким значительным промежутком времени», – отметил Гари Набель, руководивший работой.
По его словам, обычно антитела, образовавшиеся как реакция на определенный сезонный штамм, неэффективны для новых штаммов буквально через несколько лет. Причина этого в медленных ежегодных изменениях последовательности аминокислот в гемагглютинине – белке на поверхности вируса. Для выяснения причин необычного сходства реакций «испанки» и свиного гриппа были проведены дополнительные эксперименты и компьютерное моделирование.
Выяснилось, что два вируса обладают важным структурным сходством: у них нет полисахаридной «шапки» в двух характеристических точках на поверхности глобулы белка.
Стуктура гемагглютинина в вирусах гриппа – сравнение «свиного» (слева) и обычного сезонного (справа) штаммов. Красным показан участок (RBD-A), где происходит нейтрализация антитела (этот признак является общим у вариантов 1918 и 2009 года). Синим показана «шапка» полисахаридов, которая у сезонных гриппов покрывает активный участок//Jeffrey C. Boyington and Gary J. Nabel
Отсутствие характерных для других «версий» вируса полисахаридов открывает доступ к рецепторам, которые гемагглютинин использует для внедрения в человеческие клетки. Однако это преимущество исчезает, как только иммунитет обретает антитела к штамму вируса с аналогичной особенностью, то есть или успешно переносит болезнь, или проходит вакцинацию.
Гипотеза об определяющей роли полисахаридов в развитии «испанки» и свиного гриппа подтвердилась и при изучении структуры других сезонных гриппов, существовавших в период 1977 – 2008 годов. 97,8 % из них были покрыты «шапкой» из хотя бы одной полисахаридной молекулы, а 87,8 % «утеплялись» сразу двумя полисахаридами.
«Полисахариды служат своеобразным «зонтиком», закрывающим вирус от иммунной системы. Они создают физический барьер вокруг вируса и предотвращают его нейтрализацию», – отметил Набель.
Дальнейшее изучение «истории» мутаций вирусов показало, что «наследники» «испанки» обзавелись полисахаридной шапкой в начале 1940-х годов.
Полученные данные могут быть переведены и в практическую плоскость. Ученые смоделировали возможную вакцину, добавив молекулы углеводов в специфические точки сезонного вируса 1918 года, и привили им мышей. После этого их организмы заразили «оригинальным» вирусом, не содержащим «шапки». Выяснилось, что вакцинация все равно была эффективной, и животные смогли выработать необходимые антитела. Возможно, таким же способом следует разработать вакцину против вируса H1N1 2009 года. Такая вакцина будет более безопасной, так как будет не только защищать от данного вируса, но и снижать его способность мутировать в форму, содержащую полисахаридную шапку и более эффективную в качестве сезонной инфекции.
Свиной грипп и «испанка» имеют общую структурную особенность, отличающую их от сезонных гриппов последних лет. Из-за этого они чувствительны к одним и тем же антителам, что открывает возможности для разработки эффективной и безопасной вакцины против штаммов, вызывающих масштабные эпидемии.
Несмотря на то что сейчас уже довольно очевидна правота фразы «проблема свиного гриппа слишком раздута», его продолжают сравнивать со смертоносной «испанкой», унесшей в 1918 году до 20 млн жизней по всему миру. К слову сказать, несложный поиск показывает, что в 2005 году было столь же модно сравнивать «испанку» с бывшим тогда в чести и забытым сейчас птичьим гриппом, что ставит под некоторое сомнение проводимые параллели.
Однако ученые утверждают, что связь гриппа образца 2009 года с гриппом 1918 года, несмотря на 90 лет разницы, действительно существует, что обосновано серьезными фактическими данными. Ученые из Национального института здоровья (США) обнаружили, что
эти две «версии» вируса гриппа содержат одинаковый структурный фрагмент, обеспечивающий их чувствительность к одним и тем же антителам.
Исследователям удалось локализовать на молекулярном уровне уязвимый участок вируса. Они предполагают использовать эти данные для разработки вакцины, которая поможет предотвратить пандемии высоко вирулентных (проще говоря, сильно заразных) штаммов вируса.
Их работу публикует ScienceTranslationalMedicine.
«Полученный результат стал для нас неожиданностью. Он приближает нас к пониманию процесса эволюции вирусов, вызывающих пандемию, в сезонные штаммы. Кроме того, теперь у нас есть направление, по которому следует двигаться, чтоб создать вакцину, способную предотвратить или хотя бы замедлить эту трансформацию», – отметил Энтони Фаучи, директор института, где проводились исследования.
Было проведено два ряда экспериментов. В одном из них ученые ввели мышам вакцины, созданные на основе дезактивированного вируса 1918 года. Затем животных подвергли действию активного вируса Н1N1 2009 года. Все привитые мыши выжили. Во втором эксперименте была смоделирована обратная ситуация: мышей привили современным вирусом, и это позволило им успешно перенести «испанку».
Таким образом, прививание одним из вирусов позволяло мышам успешно вырабатывать антитела для борьбы с другим.
«Это удивительный результат. Мы не предполагали, что перекрестно специфичные антитела будут вырабатываться у вирусов, разделенных таким значительным промежутком времени», – отметил Гари Набель, руководивший работой.
По его словам, обычно антитела, образовавшиеся как реакция на определенный сезонный штамм, неэффективны для новых штаммов буквально через несколько лет. Причина этого в медленных ежегодных изменениях последовательности аминокислот в гемагглютинине – белке на поверхности вируса. Для выяснения причин необычного сходства реакций «испанки» и свиного гриппа были проведены дополнительные эксперименты и компьютерное моделирование.
Выяснилось, что два вируса обладают важным структурным сходством: у них нет полисахаридной «шапки» в двух характеристических точках на поверхности глобулы белка.
Стуктура гемагглютинина в вирусах гриппа – сравнение «свиного» (слева) и обычного сезонного (справа) штаммов. Красным показан участок (RBD-A), где происходит нейтрализация антитела (этот признак является общим у вариантов 1918 и 2009 года). Синим показана «шапка» полисахаридов, которая у сезонных гриппов покрывает активный участок//Jeffrey C. Boyington and Gary J. Nabel
Отсутствие характерных для других «версий» вируса полисахаридов открывает доступ к рецепторам, которые гемагглютинин использует для внедрения в человеческие клетки. Однако это преимущество исчезает, как только иммунитет обретает антитела к штамму вируса с аналогичной особенностью, то есть или успешно переносит болезнь, или проходит вакцинацию.
Гипотеза об определяющей роли полисахаридов в развитии «испанки» и свиного гриппа подтвердилась и при изучении структуры других сезонных гриппов, существовавших в период 1977 – 2008 годов. 97,8 % из них были покрыты «шапкой» из хотя бы одной полисахаридной молекулы, а 87,8 % «утеплялись» сразу двумя полисахаридами.
«Полисахариды служат своеобразным «зонтиком», закрывающим вирус от иммунной системы. Они создают физический барьер вокруг вируса и предотвращают его нейтрализацию», – отметил Набель.
Дальнейшее изучение «истории» мутаций вирусов показало, что «наследники» «испанки» обзавелись полисахаридной шапкой в начале 1940-х годов.
Полученные данные могут быть переведены и в практическую плоскость. Ученые смоделировали возможную вакцину, добавив молекулы углеводов в специфические точки сезонного вируса 1918 года, и привили им мышей. После этого их организмы заразили «оригинальным» вирусом, не содержащим «шапки». Выяснилось, что вакцинация все равно была эффективной, и животные смогли выработать необходимые антитела. Возможно, таким же способом следует разработать вакцину против вируса H1N1 2009 года. Такая вакцина будет более безопасной, так как будет не только защищать от данного вируса, но и снижать его способность мутировать в форму, содержащую полисахаридную шапку и более эффективную в качестве сезонной инфекции.
