Чтобы изучить, как белки вируса Зика захватывают и нарушают пути развития хозяина во время инфекции и прогрессирования заболевания, доктор Шинья Ямамото, доцент Медицинского колледжа Бэйлора и главный исследователь Института неврологических исследований Яна и Дэна Дунканов; доктор Николь Линк, доцент Университета Юты; и его коллеги создали набор инструментов для трансгенных мух, экспрессирующих все десять белков вируса Зика.
Совместное исследование, опубликованное в журнале «Модели болезней и механизм» , создало ценный ресурс для исследователей всего мира, позволяющий проводить углубленные исследования патогенеза этого вируса и потенциального воздействия новых штаммов, которые со временем появляются в виде этого вируса. мутирует.
Использование мух для создания нового инструментария
В последнее десятилетие вирус Зика стал проблемой глобального общественного здравоохранения. Хотя у большинства взрослых инфекция, вызванная вирусом Зика, протекает в легкой форме, такая инфекция во время беременности приводит к серьезному врожденному дефекту, называемому микроцефалией, связанному с уменьшением размера мозга. У младенцев также наблюдаются другие серьезные неблагоприятные последствия, включая плохой мышечный тонус и задержку развития. Кроме того, у некоторых взрослых инфекции, вызванные вирусом Зика, связаны с тяжелыми неврологическими заболеваниями и судорогами. В совокупности эти симптомы намекают на широкую роль вируса Зика в развитии мозга , функционировании нейронов и процессах после развития.
Понимание точных молекулярных путей и механизмов, на которые этот вирус влияет на развитие плода и особенно на развитие мозга, имеет решающее значение для разработки таргетной терапии в будущем.
Недавно созданные трансгенные мухи позволяют исследователям экспрессировать все десять белков вируса Зика, в том числе три структурных белка и семь неструктурных (NS) белков, во всех или в определенных тканях. Авторы провели серию анализов, чтобы оценить влияние этих вирусных белков на развивающуюся нервную систему.
Трансгенные мухи, экспрессирующие белки Зика, повторяют симптомы пациента
Используя подход системного уровня для выявления потенциальных мишеней ZIKV, команда Duncan NRI ранее обнаружила , что белок NS4A вируса Зика взаимодействует и нарушает функцию человеческого ANKLE2, белка, участвующего в делении клеток , нарушение которого вызывает микроцефалию.
«Мы обнаружили, что экспрессия большинства белков вируса Зика вызывает измеримые, разнообразные, но тканеспецифичные эффекты, такие как летальность, уменьшение размера мозга и функциональные дефекты, свидетельствующие о нарушениях в конкретных путях, а не об общей клеточной токсичности», — добавил доктор Линк. «Примечательно, что мы подтвердили наш предыдущий вывод о том, что экспрессия белка NS4A нарушает развитие мозга через путь ANKLE2, и идентифицировали дополнительные белки вируса Зика, NS4B и слитый NS2B::NS3, как новые регуляторы размера мозга при экспрессии у мух».
В соответствии с растущими данными о влиянии вируса Зика на функции нейронов после развития после микроцефалии, экспрессия нескольких белков Зика, включая NS4A, NS4B и слитый prM::E, в постдифференцированных фоторецепторных клетках глаза дрозофилы вызывает функциональную дегенерацию. как летит возраст.
«Мы особенно заинтересованы в открытии того факта, что NS4A может вызывать возрастную нейродегенерацию зрительной системы мух, что требует дальнейшего изучения», — объяснил доктор Ямамото.
Плодовые мухи как модель для изучения эволюции вирусов
Наконец, авторы обнаружили, что этих трансгенных мух можно использовать в качестве инструмента скрининга для изучения биологических эффектов мутаций, приобретаемых различными штаммами Зика по мере эволюции вируса. Например, по сравнению с белком NS1 из французского полинезийского штамма, белок NS1 из пуэрто-риканского штамма, который вовлечен в недавние эпидемии и, как известно, вызывает тяжелую микроцефалию, был более токсичным для мух при его сверхэкспрессии повсеместно или в тканях. специфический способ.
«В целом, наша работа создала новую экспериментальную парадигму и набор основных инструментов, которые исследователи могут использовать для проверки воздействия различных белков Зика и его различных штаммов на пути хозяина, что будет ценно для разработки новых молекулярно-направленных методов лечения этих инфекций. », — добавил доктор Ямамото.
