Лента TH Новости Биоинженерия



Один вирус. Семь болезней

∴ 281

Обширное исследование ученых из детской больницы Цинциннати, сообщает о том, что вирус Эпштейна-Барра (EBV), самый известный по причинение мононуклеоза, также увеличивает риск развития семи других основных заболеваний.

1480

Эти заболевания: системная красная волчанка (СКВ), рассеянный склероз (РС), ревматоидный артрит (РА), ювенильный идиопатический артрит (JIA), воспалительное заболевание кишечника (IBD), целиакия и диабет 1 типа.

Результаты исследования опубликованы 12 апреля в журнале Nature Genetics. В проекте участвовали трое ученых: Джон Харли, доктор медицины, доктор философии, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии (CAGE) в детской больнице Цинциннати и преподаватель кафедры Цинциннати. Лия Коттян, кандидат медицинских наук, специалист по иммунобиологии в CAGE. Мэтью Вейраух, доктор философии, эксперт в области вычислительной биологии.

Исследование показывает, что белок, продуцируемый вирусом Эпштейна-Барра, называемый EBNA2, связывается с несколькими местоположениями вдоль генома человека, которые связаны с иными семью заболеваниями.

В целом, исследование проливает свет на то, как экологические факторы, такие как вирусные или бактериальные инфекции, плохая диета, загрязнение или другие опасные воздействия, могут взаимодействовать с геномом человека и влиять на другие болезни.

Теперь, используя геномные методы, которые были недоступны 10 лет назад, кажется, что компоненты, созданные вирусом, взаимодействуют с ДНК человека в местах, где увеличивается генетический риск заболевания. И это может быть справедливым для иных болезней.Джон Харли, доктор медицины, доктор философии, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии.

Для полного изучения этого исследования могут потребоваться годы. Вот некоторые из первоначальных последствий:

Новые риски «болезни поцелуя»

Вирус Эпштейна-Барра – поразительно распространенный вирус. В США и других развитых странах более 90 процентов населения заражается им в возрасте 20 лет. В менее развитых странах 90 процентов людей заражаются им в возрасте 2 лет. После заражения вирус остается в людях на всю жизнь.

Мононуклеоз, который вызывает недели крайней усталости, является наиболее распространенной болезнью, вызванной вирусом Эпштейна-Барра или «вирусом поцелуя». Название обусловлено тем, что вирус передаётся зачастую вместе со слюной.

На протяжении многих лет ученые связывали EBV с несколькими другими состояниями, включая некоторые виды рака лимфатической системы. Харли, который посвятил большую часть своей карьеры изучению волчанки, нашел возможные связи между волчанкой и вирусом Эпштейна-Барра несколько лет назад. Эта работа включает в себя предложение механизмов, которые иммунная система использует в ответ на вирус. Эти же механизмы приводят к волчанке. А исследование показало, что дети с волчанкой почти всегда инфицированы вирусом Эпштейна-Барр.

Это открытие, вероятно, достаточно фундаментально. Скорее всего, оно побудит многих других ученых во всем мире пересмотреть взгляды на этот вирус. Более тщательный анализ материалов может привести к созданию терапии и различным способам профилактики и предвидения болезней. Это важно, так как до сих пор не существует вакцины, которая могла бы защитить от вируса Эпштейна-Барр.Джон Харли, доктор медицины, доктор философии, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии.

Я думаю, что мы придумали очень сильное обоснование, чтобы побудить людей приложить больше усилий. Некоторые вакцины против вируса Эпштейна-Барра находятся в стадии разработки. Я думаю, что это исследование может побудить ученых продвигаться вперед быстрее и прикладывать больше усилий.Лия Коттян, кандидат медицинских наук, специалист по иммунобиологии в CAGE

Как вирус Эпштейна-Барра захватывает нашу иммунную систему

Когда вирусные и бактериальные инфекции поражают организм, иммунная система манипулирует В-клетками, чтобы генерировать антитела для сражения с захватчиками. Однако, когда происходит заражение данным вирусом, всё идёт немного не по плану.

Вирус EBV вторгается в сами В-клетки, перепрограммирует их и берет на себя управление их функциями. Исследовательская группа обнаружила новую подсказку о том, как вирус делает это. Главную роль в данном процессе играют крошечные белки, называемые транскрипционными факторами.

Наши тела имеют около 1600 известных факторов транскрипции работающих в нашем геноме. Каждая клетка использует их подмножество, чтобы стать развитым элементом организма и грамотно выполнять свои функции. Эти белки постоянно движутся вдоль линий нашей ДНК, включая и выключая определенные гены, чтобы убедиться, что клетки функционируют должным образом.

Однако, когда факторы транскрипции меняют своё поведение, функции клетки также могут меняться, и это может привести к заболеванию. Ученые подозревают, что EBNA2 транскрипционный фактор вируса Эпштейна-Барра, помогает изменить реакцию организма на зараженные клетки.

Новая статья показывает, что семь, казалось бы, несвязанных состояний болезни фактически имеют общий набор ненормальных факторов транскрипции, каждый из которых поражен белком EBNA2 от вируса Эпштейна-Барра. Когда эти связанные с EBNA2 кластеры факторов транскрипции присоединяются к одной части генетического кода, риск возникновения волчанки, по-видимому, возрастает. Когда те же самые факторы транскрипции попадают на другую часть кода, риск рассеянного склероза, по-видимому, возрастает. И так далее.

Обычно мы думаем о факторах транскрипции, которые регулируют экспрессию человеческого гена как о сугубо врождённом качестве человека. Но в этом случае, когда вирус заражает клетки, он создает свои собственные факторы транскрипции, и они влияют на геном человека. А как следствие – развитие широкого спектра заболеваний, или риска их рецидивов. Лия Коттян, кандидат медицинских наук, специалист по иммунобиологии в CAGE.

Новые пути лечения

Остается неясным, сколько случаев из семи заболеваний, перечисленных в исследовании, можно связать с вирусом. Для получения достоверных оценок потребуется более подробный геномный анализ с участием большего числа пациентов с этими заболеваниями.

Воздействие вируса, вероятно, будет варьироваться в зависимости от болезней. Например, волчанка и рассеянный склероз будут составлять значительную долю этих случаев. Но доказать это, пока еще, мы не в силах.Джон Харли, доктор медицины, доктор философии, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии.

Однако прорывная идентификация конкретных факторов транскрипции, связанных с инфекциями EBV, открывает новые направления исследований, которые могут ускорить усилия по поиску лекарств.

Этот же вирус – источник многочисленных иммунных заболеваний. При этом, меняется лишь часть генома, с которой он взаимодействует. Но это одна и та же причина. Поэтому, если мы сможем развить терапию, чтобы остановить вирус, мы остановим ряд других заболеваний. Мэтью Вейраух, доктор философии, эксперт в области вычислительной биологии.

Сегодня существует ряд соединений (некоторые экспериментальные, некоторые утверждены как лекарственные препараты для других состояний) которые уже способны блокировать некоторые из факторов транскрипции генома. В частности те, которые перечислены в статье.

Результаты исследования

В то время как результаты, связанные с EBV, включали более 60 человеческих белков, связанных с семью заболеваниями, исследовательская группа Cincinnati Children уже сделала огромный следующий шаг. Они применяли одни и те же аналитические методы, чтобы изучить связи между всеми 1600 известными факторами транскрипции и известными вариантами генов, связанными с более чем 200 заболеваниями.

Результаты этого массированного кросс-анализа также фигурируют в сегодняшнем исследовании.

Наше исследование выявило потенциальные причины многих других заболеваний, включая рак молочной железы. Мы не можем отследить все риски, но мы надеемся, что это под силу другим ученым. Джон Харли, доктор медицины, доктор философии, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии.

Обнаружение и отслеживание деятельности этих факторов заняло многие годы работы с участием десятков лабораторий и вычислительных ресурсов.

Проект требовал сбора наборов генетических данных, а затем анализа каждого генетического изменения, влияющего на активность вируса. Для этого потребовалось создание двух новых алгоритмов, называемых RELI и MARIO, которые были разработаны в Cincinnati Children’s.

Важно то, что оба программных средства и связанный с ним веб-сайт будут доступны для общественности.

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Что такое вирус Эпштейна-Барра?

Вирус Эпштейна-Барра (EBV) является чрезвычайно распространенным вирусом, обычно распространяемый слюной. EBV вызывает мононуклеоз и связан с растущим числом других заболеваний. Исследование, проведенное Cincinnati Children’s, опубликованное сегодня в Nature Genetics, добавляет к этому списку семь болезней.

Что такое мононуклеоз?

Также известный как «моно» и прозванный «болезнью поцелуя», симптомы этого состояния включают сильную усталость, лихорадку, боль в горле, боли в голове и теле, опухшие лимфатические узлы в области шеи и подмышек, опухшие печень или селезенку или и то, и другое, и сыпь, согласно центрам по контролю и профилактике заболеваний. Большинство людей поправляется через две-четыре недели. Однако некоторые люди могут чувствовать усталость еще несколько недель.

Что такое В-клетка?

В-клетки – это тип лейкоцитов, обнаруженных в иммунной системе. Эти клетки продуцируют антитела в реакции на инфекции бактериями, вирусами и другими захватчиками. Вирус Эпштейна-Барра заражает небольшую часть этих клеток.

Что такое транскрипционный фактор?

Факторы транскрипции – это белки, которые «включают и выключают» гены. Эти белки помогают направлять рост клеток, деление и смерть. Они также контролируют миграцию и организацию миграции. Существует около 1600 известных факторов транскрипции человека, которые выполняют свою работу по геному человека. Эти белки изменяют экспрессию генов, чтобы создавать РНК, что во многих случаях приводит к образованию других белков, которые изменяют формы и функции клеток.

Что такое ДНК-вариант?

Геном ДНК каждого человека содержит более 3 миллиардов оснований ДНК. Большинство баз абсолютно одинаковы для каждого человека. Однако около 1 процента оснований могут быть разными, и это создает разнообразие между людьми. Варианты могут изменить способ образования белков или изменить регуляторные процессы, которые приводят к образованию белка.

Что такое вариант генетического риска?

Когда известно, что вариативность ДНК увеличивает риск заболевания, это и называется вариантом генетического риска. Некоторые варианты увеличивают риск множественных заболеваний, а некоторые варианты специфичны для одного заболевания.

Написано по материалам исследования.

Филипп Дончев