Исследование проводили Канта Суббарао, доктор медицины из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), и Рам Сасисекхаран, доктор философии из Массачусетского технологического института, Кембридж. Их отчет опубликован онлайн в журнале Nature.Инфекция гриппа у млекопитающих начинается, когда белок вируса гриппа, называемый гемагглютинином, связывается с молекулами сиаловой кислоты (SA) на вершинах цепочечных белков, которые плотно выстилают ткани по всему дыхательному тракту. Вирусы гриппа, адаптированные к людям и другим млекопитающим, связываются преимущественно с типом SA, называемым альфа 2,6 SA (a2,6 SA), который является преобладающей формой, обнаруживаемой в верхних дыхательных путях млекопитающих, в то время как вирусы птичьего гриппа лучше всего связываются с вирусом гриппа. форма, a2,3 SA, преобладающая у птиц.
Доктор Суббарао и ее коллеги начали свое исследование с создания четырех мутаций в гемагглютинине штамма гриппа, вызвавшего пандемию гриппа 2009 года, штамма, который, как известно, хорошо передается от человека к человеку. Цель введения мутаций состояла в том, чтобы заставить вирус преимущественно связываться с SA птичьего типа и, предположительно, быть менее передаемым через воздух, чем исходный вирус.
Затем они использовали сконструированный вирус, чтобы заразить группу хорьков, которые широко используются в качестве модели инфекции гриппа человека. На следующий день неинфицированных хорьков помещали в клетки, отделенные от инфицированных хорьков перфорированной перегородкой.
Носовые выделения собирали у всех животных в течение двух недель.«К нашему удивлению, — сказал доктор Суббарао, — искусственно созданный вирус гриппа был передан воздушным путем неинфицированным хорькам так же, как и исходный немутантный вирус».
Чтобы понять этот неожиданный результат, исследователи секвенировали вирусный генетический материал, полученный в результате промывания носа у хорьков. Секвенирование было выполнено командой Института Дж. Крейга Вентера, Роквилл, штат Мэриленд. Они обнаружили, что передача по воздуху была связана с одним генетическим изменением в гемагглютинине сконструированного вируса, которое дало ему способность связываться с a2,6 SA млекопитающего определенного класса (длинная цепь) без потери других внесенных изменений, которые имели сделал его типом привязки a2,3 SA.
Эта генетическая реверсия, как отметил доктор Суббарао, по всей видимости, произошла в течение 24 часов после введения искусственно созданного вируса гриппа экспериментально инфицированным хорькам. Впоследствии они передали его незараженным хорькам в соседних клетках.
Затем команда изучила ткани из нескольких мест в верхних и нижних дыхательных путях хорьков, чтобы более точно определить местоположение возвращенного длинноцепочечного a2,6 SA-связывающего вируса. Они заразили группы хорьков сконструированным вирусом, содержащим те же четыре мутации в гемагглютинине, что и в первой серии экспериментов, и через три, пять или семь дней взяли образцы тканей из разных мест, включая мягкое небо.«Исторически мягкое небо не исследовалось на животных моделях гриппа», — сказал д-р Суббарао.
Мягкое небо, поверхность которого обращена как ко рту, так и к носовой полости, выделяется как главное место для обилия вируса, содержащего единственную генетическую реверсию, которая позволяет ему связываться с SA типа млекопитающих. Через три дня после заражения более 90 процентов вирусного материала, собранного с мягкого неба, содержали возвращенную длинноцепочечную a2,6-связывающую форму вируса. Другие исследованные участки ткани показали смесь сконструированного и реверсивного вируса во все тестируемые моменты времени после заражения. В других частях дыхательной системы хорька действительно есть большое количество клеток, несущих a2,6 SA, но, как выяснили исследователи, реверсивный вирус доминировал только в мягком небе.
Команда исследователей также изучила мягкую ткань неба трупа свиньи и человека и выявила плотность, тип и расположение белков, несущих a2,6 SA, аналогичные тем, которые наблюдаются у хорьков.«Еще многое предстоит изучить в этой небольшой области анатомии, чтобы лучше определить характеристики, которые делают ее ключевым местом для быстрой эволюции вирусов и отбора переносимых по воздуху вирусов гриппа», — отметил доктор Суббарао.
Например, может быть, что вирусы гриппа с превосходной способностью передаваться по воздуху — это те, которые превосходят другие варианты вируса гриппа в мягком небе, и что воспаление, связанное с инфекцией, стимулирует чихание и кашель, необходимые для лучшего продвижения вируса гриппа вперед. новые контакты.