20:00 
Впервые исследователи наблюдали вживую и в высоком разрешении, как вирусы гриппа заражают живые клетки. Это стало возможным благодаря новому методу микроскопии, который теперь может помочь в разработке более целенаправленной противовирусной терапии.
Жар, боли в конечностях и насморк – с возвращением зимы возвращается и грипп. Заболевание провоцируется вирусами гриппа, которые попадают в наш организм воздушно-капельным путем и затем заражают клетки.
Исследователи из Швейцарии и Японии детально изучили этот вирус. Используя метод микроскопии, который они разработали сами, ученые могут увеличить поверхность человеческих клеток в чашке Петри. Впервые это позволило им наблюдать вживую и в высоком разрешении, как вирусы гриппа проникают в живую клетку.
Под руководством Йохея Ямаути, профессора молекулярной медицины в ETH Zurich, исследователи были особенно удивлены одной вещью: клетки не являются пассивными, а просто позволяют вирусу гриппа вторгнуться в них. Скорее, они активно пытаются его захватить. «Заражение клеток нашего тела похоже на танец между вирусом и клеткой», — говорит Ямаути.
Вирусы бороздят поверхность клеток
Конечно, наши клетки не получают никакой пользы ни от вирусной инфекции, ни от активного участия в этом процессе. Динамическое взаимодействие происходит потому, что вирусы управляют механизмом повседневного клеточного поглощения, который необходим клеткам. В частности, этот механизм служит для направления в клетки жизненно важных веществ, таких как гормоны, холестерин или железо.
Как и эти вещества, вирусы гриппа также должны прикрепляться к молекулам на поверхности клетки. Динамика похожа на серфинг по поверхности клетки: вирус сканирует поверхность, прикрепляясь к молекуле здесь или там, пока не находит идеальную точку входа – ту, где много таких молекул-рецепторов, расположенных близко друг к другу, что обеспечивает эффективное проникновение в клетку.
Как только рецепторы клетки обнаруживают, что вирус прикрепился к мембране, в соответствующем месте образуется углубление или карман. Эта депрессия формируется и стабилизируется специальным структурным белком, известным как клатрин. По мере роста кармана он окружает вирус, что приводит к образованию пузырька. Клетка переносит везикулу внутрь себя, где оболочка везикулы растворяется и высвобождает вирус.
Предыдущие исследования этого ключевого процесса использовали другие методы микроскопии, включая электронную микроскопию. Поскольку эти методы влекли за собой разрушение клеток, они могли предоставить только моментальный снимок. Другой используемый метод, известный как флуоресцентная микроскопия, обеспечивает только низкое пространственное разрешение.
Комбинированные методы, в том числе для других вирусов
Новый метод, сочетающий в себе атомно-силовую микроскопию (АСМ) и флуоресцентную микроскопию, известен как двойной конфокальный анализ вирусов и АСМ (ВиВиД-АСМ). Благодаря этому методу теперь можно проследить детальную динамику проникновения вируса в клетку.
Соответственно, исследователи смогли показать, что клетка активно способствует поглощению вируса на различных уровнях. Таким образом, клетка активно рекрутирует функционально важные белки клатрина в точку, где находится вирус. Поверхность клеток также активно захватывает вирус, выбухая в рассматриваемой точке. Эти волнообразные движения мембраны становятся сильнее, если вирус снова удаляется от поверхности клетки.
Таким образом, новый метод дает ключевую информацию о разработке противовирусных препаратов. Например, он подходит для тестирования эффективности потенциальных лекарств в культуре клеток в режиме реального времени. Авторы исследования подчеркивают, что эту методику можно также использовать для изучения поведения других вирусов или даже вакцин.
