Вірус Зіка став смертельно небезпечним після появи єдиної мутації

Китайські біологи показали, що здатність вірусу Зіка вражати мишачі і людські клітини-попередниці нейронів різко підвищилася після виникнення єдиної мутації в його геномі. В результаті інфікування вірусом стало призводити до більш важкої форми мікроцефалії у зародків і більш високої смертності у новонароджених мишат. Дослідження опубліковано в.

Вірус Зіка вперше виявили 1947 року біля макак резусів, які мешкали в лісі Зіка в Уганді. У наступні десятиліття в країнах Африки і Південно-Східної Азії було зафіксовано кілька випадків зараження вірусом людей. Тяжких наслідків хвороба не викликала. Пізніше дослідники з'ясували, що вірус Зіка циркулював і в Африці, і в Південно-Східній Азії протягом десятиліть, не викликаючи жодних симптомів. Після спалахів 2013-2014 років у Французькій Полінезії вірус швидко поширився в країнах Центральної та Південної Америки. На початку 2016 року з'явилися дані про те, що вірус Зіка може викликати мікроцефалію у новонароджених, якщо їхні матері перенесли інфекцію під час вагітності. Він вражає клітини-попередниці нейронів головного мозку, викликаючи їх загибель.

Генетичні дослідження вірусу показали, що зараз можна виділити два його різновиди: африканську та азіатську. Вірус, який викликав епідемію в Південній Америці і на островах Тихого океану, мабуть, стався від азіатського предка. Автори нового дослідження задалися питанням, чому ризик виникнення мікроцефалії не розпізнали раніше, в ті десятиліття, коли вірус циркулював в Азії. Або протягом часу вірус мутував і став становити серйозну небезпеку після виникнення якихось мутацій?

Щоб прояснити це питання, вчені дослідили три культури вірусів, виділених у 2015-2016 роках і порівняли їх з «батьківським» азіатським вірусом, отриманим у 2010 році в Камбоджі. Дослідники вводили в мозок одноденних мишат різні культури вірусу Зіка і спостерігали за наслідками.

Виявилося, що всі три культури 2015-2016 років приводили тварин до смерті в 100 відсотках випадків. Вірус, виділений у 2010 році, виявився менш інфективним - загинули тільки 16,7 відсотків заражених ним мишат.

Потім дослідники вирішили з'ясувати, чи призводить зараження сучасними культурами вірусу до мікроцефалії. Вони робили ін'єкції вірусних культур 2016 і 2010 років мишиним ембріонам, і через кілька днів дивилися, чи змінився у ембріонів розмір мозку. Виявилося, що інфікування тварин культурами вірусу 2016 року призводило до мікроцефалії, при цьому сильно зменшувалася кора головного мозку. Вірус 2010 року теж викликав мікроцефалію, але в менших масштабах. Також дослідники з'ясували, що вірус 2016 року «розмножувався» в мозку активніше, ніж вірус 2010 року, і викликав загибель більшої частини клітин.

Тоді автори статті порівняли послідовності геномів сучасних вірусів та їхнього азійського вірусу-попередника. Вони побудували філогенетичне дерево вірусу Зіка за 2006-2016 роки і виявили кілька одиничних мутацій, що з'явилися за цей час. Потім дослідники сконструювали віруси, що несуть по одній мутації кожен, і заразили ними новонароджених мишат. Виявилося, що найбільш вірулентним був один з мутантів, із заміною амінокислоти серіна на аспарагін в 139 положенні ланцюга структурного білка prM. Зворотна заміна в мутантному вірусі - аспарагіна на серін - призводила до зменшення його інфективності та зменшення смертності тварин.

Вчені підтвердили ці результати на культурі клітин-попередниць нейронів, отриманих з ембріональних стовбурових клітин людини. Також автори роботи показали на мишачих ембріонах, що мутантний вірус Зіка призводить до більш важкої форми мікроцефалії, ніж вірус 2010 року, а зворотна мутація зменшує наслідки зараження.

Згідно з розрахунками авторів дослідження, азіатський вірус Зіка «обзавівся» небезпечною мутацією в період з листопада 2012 до жовтня 2013 років, незадовго до спалаху захворювання у Французькій Полінезії. Потім цей же різновид вірусу поширився в Південній і Центральній Америці.

Раніше корейськими і американськими вченими була створена експериментальна вакцина проти вірусу Зіка. У червні 2016 року управління з ліків і продуктів США (FDA) схвалило проведення клінічних випробувань цієї вакцини. А нещодавно дослідники використовували вірус Зіка для лікування агресивної ракової пухлини мозку - гліобластоми. Вірусні частинки заражають не здорові клітини нервової тканини, а стовбурові клітини пухлини. Тому використання ослабленого вірусу в поєднанні з хіміотерапією дозволило значно зменшити розміри гліобластоми.