Вчені вперше отримали безпрецедентні зображення вірусів грипу в реальному часі — у момент, коли вони рухаються по поверхні та проникають усередину людських клітин. Ці кадри показують, що клітини зовсім не є пасивними мішенями: навпаки, вони активно «штовхають і тягнуть» вірус, вступаючи з ним у несподівано динамічну боротьбу.
Як вдалося побачити зараження грипом з новою точністю
Лихоманка, ломота в тілі та нежить часто сигналізують про прихід зими, а разом із нею — сезонне зростання захворюваності на грип. Інфекція починається тоді, коли краплі з вірусами потрапляють в організм, а самі віруси прикріплюються до людських клітин і заражають їх.
Міжнародна команда дослідників зі Швейцарії та Японії вивчила вірус грипу з надзвичайною деталізацією. Вони розробили спеціальний метод мікроскопії, який дозволяє «наблизитися» до зовнішньої поверхні людських клітин, вирощених у лабораторній чашці. Завдяки цьому підходу науковцям уперше вдалося спостерігати, як віруси грипу проникають у живу клітину, фіксуючи процес із високою роздільною здатністю.
Під керівництвом професора молекулярної медицини ETH Zurich Йохеї Ямауті дослідники помітили несподівану деталь. Людські клітини не просто чекають, поки вірус їх атакує, — вони ніби тягнуться до нього. «Зараження клітин нашого тіла схоже на танець між вірусом і клітиною», — пояснює Ямауті.
Як вірус грипу рухається по поверхні клітини
Хоча клітини не отримують жодної користі від такого «сприяння», взаємодія виглядає активною, оскільки грип використовує звичайний клітинний механізм захоплення речовин. У нормі цей шлях служить для транспорту важливих молекул — гормонів, холестерину та заліза — всередину клітини.
Щоб розпочати процес, віруси грипу повинні прикріпитися до певних молекул на поверхні клітини. Далі вони ніби «ковзають» по мембрані, переміщуючись з місця на місце, доки не знаходять ділянку з великою кількістю рецепторів. Саме такі зони є найзручнішими точками для проникнення всередину.
Коли клітинні рецептори розпізнають вірус на мембрані, вони запускають формування невеликого заглиблення. Його форму підтримує структурний білок клатрин. Поступово заглиблення обгортає вірус, утворюючи везикулу, яка втягується всередину клітини. Там її оболонка руйнується, і вірус вивільняється.
Чому раніше це було важко побачити
Раніше вивчення цього ключового моменту зараження спиралося на методи на кшталт електронної мікроскопії, яка потребує руйнування клітин і дозволяє отримати лише поодинокі «знімки». Флуоресцентна мікроскопія давала змогу спостерігати живі клітини, але з низькою просторовою роздільною здатністю, без дрібних структурних деталей.
ViViD-AFM: погляд на проникнення вірусу в реальному часі
Новий метод поєднує атомно-силову мікроскопію з флуоресцентною. Технологія отримала назву ViViD-AFM (virus-view dual confocal and AFM) і дозволяє стежити за всіма тонкими етапами проникнення вірусу в клітину просто під час їхнього перебігу.
За допомогою ViViD-AFM дослідники показали, що клітини активно допомагають вірусу на кількох рівнях. Вони спрямовують білки клатрину саме до того місця, де перебуває вірус. Крім того, мембрана клітини піднімається назустріч вірусу, а ці рухи посилюються, якщо вірус трохи віддаляється від поверхні клітини.
Нові можливості для створення противірусних препаратів
Ця технологія має велике значення для розробки противірусних ліків, оскільки дозволяє в реальному часі перевіряти, як потенційні препарати поводяться в клітинних культурах. Дослідники також зазначають, що ViViD-AFM може допомогти зрозуміти, як з клітинами взаємодіють інші віруси або навіть вакцини, відкриваючи потужний інструмент для вивчення інфекцій із найперших моментів.
