Ученые из Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН (Москва), Университета Помпеу Фабра (Испания) и Автономного университета Барселоны (Испания) выяснили, что форма протекания вирусной инфекции — острая или хроническая — зависит от того, сколько раз в организме вырабатывается белок интерферон. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Cell Death & Disease.
Путь, по которому будет развиваться вирусное заболевание, зависит от того, насколько иммунная система способна справиться с вирусом. Если иммунитет силен, инфекция быстро проходит острую фазу и полностью устраняется: в этом случае болезнь длится не более нескольких недель. Но если иммунная система ослаблена и не может уничтожить вирус, заболевание становится хроническим, как, например, при инфицировании вирусами гепатита В, С или ВИЧ-1. Однако конкретные механизмы, определяющие это, до сих пор неясны, поэтому врачи не могут точно предсказать форму протекания болезни у конкретного пациента, «управлять» ходом вирусных заболеваний и предотвращать их хроническое течение.
Авторы новой работы исследовали острую и хроническую форму заболевания, вызванного вирусами лимфоцитарного хориоменингита, у мышей. Оно поражает оболочки головного мозга грызунов и проявляется в вялости, повышенной температуре, затрудненном дыхании и может закончиться летальным исходом. Люди могут заражаться этим вирусом, но обычно у них инфекция протекает легко, часто даже бессимптомно. В качестве модели для исследования была выбрана именно эта инфекция, поскольку в лабораторных условиях довольно просто искусственно управлять ее течением — нужно лишь подобрать «правильную» дозу вируса. Введя мышам соответствующее количество вирусных частиц (около 200 для острой формы и 2 млн для хронической), ученые провели наблюдение за течением заболевания.
Так, они сравнили активность генов в клетках селезенки здоровых мышей и животных с острым или хроническим заболеванием. Дело в том, что селезенка — один из важнейших органов иммунной системы, в котором созревают лимфоциты, участвующие в борьбе с инфекциями. В ходе исследования ученые выявили почти 3000 генов, активность которых отличается при острой и хронической инфекции. Особый интерес авторов вызвали гены, кодирующие интерферон первого типа (ИФН-I) — белок, участвующий в уничтожении вирусов. Так, у мышей с острым лимфоцитарным хориоменингитом эти гены активировались через 2 и 5 дней после инфицирования, а у животных с хроническим заболеванием — только на следующий день после заражения.
При этом первая волна продукции ИФН-I возникает в результате активации дендритных клеток, а вторая — активации макрофагов CD169+ в селезенке. Эти макрофаги играют главную роль в координации иммунных реакций. Оказалось, что при хроническом варианте эти макрофаги преждевременно разрушаются T-лимфоцитами, что приводит к отсутствию второй волны ИФН-I. Ученым удалось обнаружить, что ранние этапы острой и хронической инфекций отличаются числом волн продукции интерферона. Отсутствие второй волны интерферона при хроническом заболевании приводит к тому, что иммунная система не может побороть вирус, и он надолго остается в организме. Полученные данные могут помочь в разработке терапии для лечения хронических вирусных инфекций.
