Ротавирус вызывает гастроэнтерит, состояние, которое включает диарею, недостаточное усвоение питательных веществ и потерю веса. Тяжелые случаи ежегодно приводят к примерно 128 000 смертям младенцев и детей во всем мире. Несмотря на интенсивные исследования того, как ротавирус вызывает диарею, полного ответа до сих пор нет, но в новом исследовании ученые из Медицинского колледжа Бэйлора сообщают о новом механизме, с помощью которого ротавирус вызывает диарею, мешая нормальному всасыванию питательных веществ в кишечнике.
Исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук, является первым, которое показало, что ротавирус изменяет липидный обмен в кишечнике. играет роль в заболевании. Ротавирусная инфекция приводит к деградации DGAT1, фермента, участвующего в нормальном образовании липидных капель в клетках кишечника, что, в свою очередь, снижает выработку ключевых переносчиков питательных веществ и других белков, необходимых для нормального всасывания питательных веществ в кишечнике, что приводит к диарея.
«Мы хотели лучше понять, как ротавирус использует клеточные процессы для репликации,» сказала соавтор доктор Сью Э. Кроуфорд, доцент кафедры молекулярной вирусологии и микробиологии в Бэйлоре.
«Мы использовали хорошо зарекомендовавшую себя модель ротавирусной инфекции на клетках почек обезьян (MA104), а также кишечные энтероиды человека (HIE). для этих исследований. HIE произвели революцию в изучении желудочно-кишечных (ЖКТ) вирусов, таких как ротавирус. Эти многоклеточные нетрансформированные клеточные культуры сохраняют генетические свойства хозяина, клеточную организацию и повторяют функцию эпителия желудочно-кишечного тракта человека. Они служат биологически значимыми модельными системами для изучения желудочно-кишечных инфекций человека».
«Мы знали, что ротавирус вызывает образование большего количества липидных капель, чем обычно, в клетках, которые он заражает, поскольку он превращает липидные капли в вирусные фабрики. Изучая этот процесс, мы обнаружили, что ротавирус связывается с DGAT1, ферментом, который способствует образованию липидных капель, разрушает его или разрушает». — сказал Кроуфорд.
Когда исследователи глубже изучили DGAT1, они обнаружили, что есть дети, рождающиеся с мутациями в DGAT1, которые делают фермент нефункциональным. «У этих детей тяжелая хроническая диарея, которая иногда приводит к летальному исходу», — сказал он. — сказал соавтор Хантер Смит, аспирант доктора Мэри Эстес. и лаборатория Кроуфорда в Бэйлоре. «Это привело нас к мысли, что опосредованная ротавирусом деградация DGAT1 может быть механизмом, с помощью которого вирус вызывает диарею».
Всегда считалось, что вирус вызывает диарею, заражая клетки кишечника, которые поглощают питательные вещества, убивая их и, следовательно, нарушая всасывание питательных веществ. механизмы кишечника.
«Но мы обнаружили новый механизм, с помощью которого ротавирус вызывает диарею. Как и у детей с генетическим дефицитом DGAT1, вызывающим диарею, когда ротавирус разрушает DGAT1, результатом является снижение выработки ферментов, участвующих в разложении пищи, которую мы едим, и нарушение механизмов транспортировки питательных веществ в клетки, что приводит к диарее. » — сказал Смит.
«Было очень неожиданно, что у ротавируса есть белок, который взаимодействует с DGAT1 и разрушает его, и что устранение DGAT1 приведет ко всем этим последующим эффектам, которые могут вызвать диарею», — сказал он. — сказал Кроуфорд.
Мутации DGAT1 у детей и связь с диареей были известны за последние 10 лет. «До этого никто бы не сказал, что существует какая-либо связь между проблемами с этим ферментом и диареей», — сказал он. — сказал Эстес, заслуженный профессор молекулярной вирусологии и микробиологии и заведующий кафедрой Фонда Каллена в Бэйлоре. Она также является сотрудником Комплексного онкологического центра Бэйлора Дэна Л. Дункана и соавтором этой работы вместе с Кроуфордом.
«Было очень удивительно, что белок ротавируса, который до сих пор был известен только как важный для репликации вируса, также играет роль в возникновении диареи, основного компонента заболевания. Тот факт, что это не капсидный белок или часть структуры, которая окутывает генетический материал вируса, как мы обычно думаем, говорит нам о том, что нам не следует предполагать, что неструктурные белки не играют роли в возникновении заболеваний».
Теги: кишечник
