Тель-авивские ученые обнаружили некоторые гены, которые защищают организм хозяина от атаки вируса Зика, что вселяет надежду на возможную вакцину или лекарство от этой страшной вирусной болезни.

Вирус Зика, широко распространенный в Южной Америке, может нанести серьезный ущерб, особенно нерожденным детям, включая гибель или мертворождение плода, или серьезные врожденные дефекты, которые в совокупности называют врожденным синдромом Зика. Это включает в себя такие проблемы, как значительное и сокрушительное уменьшение размера головы (микроцефалия), неврологические аномалии и замедленное развитие. Более 60 миллионов человек пострадали от этого вируса, переносимого насекомыми, который также может вызывать парализующее заболевание, синдром Гийена-Барре и другие нервные заболевания. Однако ученые не придумали вакцины или лекарства от этого разрушительного заболевания.

В текущем исследовании, проведенном в Тель-Авивском университете, использовался генетический экран для всего генома с использованием модифицированной методики редактирования генов, основанной на технологии CRISPR-Cas9. Эта платформа основана на природе и играет роль в редактировании генома бактерий в естественных условиях. Он был адаптирован для использования в клетках млекопитающих в экспериментальных условиях.

Система построена вокруг бактериального фермента Cas9, который определяет местоположение определенных генов вдоль цепей ДНК у людей и может их модифицировать. Вводя генетическую модификацию в Cas9, система изменяется на вариант, называемый активацией CRISPR. Это помогает исследователям достичь экспрессии генов в тех же локусах, которые обычно встречаются в природе.

Эта модифицированная система активации CRISPR очень полезна, когда дело доходит до поиска генов, которые могут защитить от вирусной инфекции. Процесс начинается с активации всех генов в геноме культивируемой клетки с использованием их собственных промоторов в цепи ДНК. Затем клетки могут быть заражены вирусом Зика. Большинство клеток умирает от инфекции. У выживших причина заключается в высоком уровне экспрессии некоторых генов, которые поэтому защищают от инфекции.

Следующим шагом исследователей было использование технологии секвенирования генома следующего поколения в сочетании с передовой биоинформатикой для выявления генов выживания. К ним относятся некоторые гены, называемые интерферон-стимулированными генами или ISG, которые, как уже известно, защищают организм от других вирусных инфекций. Впоследствии исследователи обнаружили, что два из этих генов, скорее всего, будут ответственны за предотвращение инфекции. Это IFNL2 и IFI6.

При активации эти гены обеспечивали надежную защиту от вирусной инфекции на ранней стадии. Даже когда клетки были инфицированы в присутствии этих генов, они показали более низкий уровень гибели клеток по сравнению с отрицательными. Таким образом, эти гены спасают клетки, подвергшиеся воздействию вируса Зика, либо от самой инфекции, либо от связанной с этим гибели клеток.

Настоящее исследование сфокусировано на одном из идентифицированных генов, а именно IFI6. Ведущая исследователь Элла Склан говорит: «IFI6 показала высокий уровень защиты от вируса Зика как путем защиты клеток от инфекции, так и путем предотвращения гибели клеток».

Затем команда исследовала плацентарную ткань у матерей, инфицированных Зика, которые родили. Это произошло потому, что плацента служит точкой входа для передачи вируса от матери к плоду до рождения. Исследователи обнаружили более высокую экспрессию этих защитных генов в инфицированной плацентарной ткани, что предполагает потенциальную роль в защите плаценты от инфекции.

Важность этого открытия заключается в выявлении некоторых важных факторов, которые помогают предотвратить заражение вирусом Зика из открытых клеток. Склан объясняет: «Наши результаты дают лучшее понимание ключевых факторов хозяина, которые защищают клетки от инфекции Зика и могут помочь в выявлении новых противовирусных мишеней».

Однако, пока никто не знает, как работает ген, чтобы сделать это. Ведется поиск механизма защиты, который мог бы позволить ученым разработать новые виды противовирусной терапии против целого семейства вирусов, таких как Zika. Технология активации CRISPR также доказала свою ценность в выявлении защитных факторов хозяина при инфекциях.

Исследование было опубликовано в Журнале вирусологии 29 мая 2019 года.