Warianty SARS-CoV-2 zmieniają krajobraz komórkowy

Wirusy są obligatoryjnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi, co oznacza, że ​​replikację i składanie nowych cząstek wirusa opierają się na maszynerii komórkowej gospodarza. Aby to osiągnąć, opracowali wyrafinowane metody porywania i modyfikowania komórek przy jednoczesnym pokonywaniu arsenału mechanizmów obronnych aktywowanych przez infekcje wirusowe.

Christian Münch, Sandra Ciesek i zespół naukowców z Uniwersytetu Goethego w Niemczech badają, w jaki sposób wirusy mogą przeprogramować komórki gospodarza. „Chcemy zrozumieć reakcje sygnalizacji komórkowej na bodźce stresowe, takie jak infekcja wirusowa” – powiedział Munsch.

Koronawirusy to rodzaj, który infekuje wiele gatunków, zwłaszcza ssaki i ptaki. Eksperci uważają, że koronawirus 2 ciężkiego ostrego zespołu oddechowego, czyli SARS-CoV-2, przekroczył barierę gatunkową i przedostał się do ludzi, powodując pandemię Covid-19. Od czasu odkrycia w Wuhan w Chinach wirus SARS-CoV-2 mutował kilka razy, tworząc wiele wariantów. Warianty te mogą się od siebie różnić, co może skutkować zmniejszeniem skuteczności leczenia przeciwwirusowego u pacjentów.

Pojawienie się wariantów SARS-CoV-2 „z pewnością wzbudziło naszą ciekawość badania komórkowych odpowiedzi przeciwwirusowych” – powiedział Munch. drużyna Ostatnie badania Zmienne te zostały opublikowane w czasopiśmie Białka molekularne i komórkowe.

Naukowcy pod kierownictwem Melindy Metzler i Rebeki Tharian rozpoczęli badania od zainfekowania komórek tkanki płucnej, która jest głównym celem wirusa u ludzi. Zaszczepili te komórki płuc trzema wirusami: szczepem przodków SARS-CoV-2, wariantem delta i wariantem omikronu. Zespół odkrył, że wariant Omicron replikuje się w komórkach płuc znacznie wolniej niż wariant Delta lub linia przodków. Było to pierwsze eksperymentalne wskazanie unikalnej odpowiedzi komórkowej na infekcję Omicronem.

Wewnątrz każdej komórki znajdują się miliony białek, zwanych łącznie białkami. Następnie naukowcy starali się wykryć zmiany zachodzące w białkach zarówno komórki płuc, jak i wirusa podczas infekcji.

„Aby zbadać te procesy zależne od czasu, opracowaliśmy nowe metody proteomiczne i stworzyliśmy platformę dla profili białek komórkowych po urazie” – powiedział Tharian.

Naukowcy wyodrębnili białka z próbek, a następnie wykorzystali spektrometrię mas do zidentyfikowania i zmierzenia różnic w ilości białka pomiędzy komórkami zakażonymi trzema szczepami SARS-CoV-2.

Analizy białek wykazały znaczące zmiany komórkowe w trzech zakażonych próbkach, ale komórki zakażone wariantem Omicron konsekwentnie wykazywały zmiany, których nie było w przypadku innych szczepów. Wykryli także znaczną redukcję białka wirusowego w komórkach zakażonych omikronem. Co szczególnie interesujące, naukowcy zaobserwowali także uderzające opóźnienia immunologiczne w odpowiedzi komórek na omikron.

Białka interferonowe, czyli IFN, stanowią pierwszą linię obrony przed wirusami. Komórki zakażone lekiem Omicron potrzebowały znacznie więcej czasu na stymulację białek interferonu niż szczep SARS-CoV-2 lub wariant delta, co sugeruje, że wirus Omicron był w stanie blokować aktywację immunologiczną w tych komórkach płuc.

„Interesujące było odkrycie takiej indywidualności w odpowiedziach komórkowych na poziomie białkowym i molekularnym” – powiedział Tharian.

Dokumentacja medyczna wskazuje, że w porównaniu z innymi wariantami zakażenie Omicronem prowadzi do łagodniejszych przypadków koronaawirusa. Chociaż obciążenie chorobami jest mniejsze, wariant Omicron jest znacznie bardziej zakaźny. Biorąc pod uwagę te fakty, a także ustalenia dotyczące opóźnionej odpowiedzi immunologicznej na ten konkretny wariant, Tarian i jej współpracownicy doszli do wniosku, że w przypadku Omicronu wyścig wygrywa „powolność i regularność”.