Istraživači u Japanu otkrili su mehanizam kako virus morbila može izazvati subakutni sklerozirajući panencefalitis, ili SSPE, redak, ali fatalan neurološki poremećaj koji se može javiti nekoliko godina nakon infekcije morbila.
Iako normalan oblik virusa morbila ne može da inficira nervni sistem, tim je otkrio da virusi koji opstaju u telu mogu razviti mutacije u ključnom proteinu koji kontroliše način na koji inficiraju ćelije. Mutirani proteini mogu da stupe u interakciju sa svojim normalnim oblikom, čineći ih sposobnim da inficiraju mozak. Njihovi nalazi su objavljeni u časopisu Science Advances.
Ako ste određenog uzrasta, možda ste dobili boginje kao dete. Mnogi rođeni posle 1970-ih nikada ga nisu dobili zahvaljujući vakcinama. Stanje je uzrokovano istoimenim virusom, koji je do danas jedan od najzaraznijih patogena. Svetska zdravstvena organizacija procenjuje da je skoro devet miliona ljudi širom sveta zaraženo malim boginjama 2021. godine, a da je broj umrlih dostigao 128.000.
„Uprkos svojoj dostupnosti, nedavna pandemija COVID-19 zaustavila je vakcinaciju, posebno na globalnom jugu“, objašnjava Iuta Shirogane, docent na Fakultetu medicinskih nauka Univerziteta Kjušu. „SSPE je retko, ali fatalno stanje uzrokovano virusom morbila. Međutim, normalni virus malih boginja nema sposobnost da se širi u mozgu, pa je nejasno kako izaziva encefalitis.“
Virus inficira ćelije kroz niz proteina koji vire sa njegove površine. Obično će jedan protein prvo omogućiti da se virus veže za površinu ćelije, a zatim će drugi površinski protein izazvati reakciju koja pušta virus u ćeliju, što dovodi do infekcije. Stoga, šta virus može ili ne može da zarazi može u velikoj meri zavisiti od tipa ćelije.
„Obično virus malih boginja inficira samo vaše imunološke i epitelne ćelije, izazivajući groznicu i osip,“ nastavlja Širogane. „Zbog toga, kod pacijenata sa SSPE, virus morbila mora da je ostao u njihovom telu i mutirao, a zatim stekao sposobnost da inficira nervne ćelije. RNK virusi poput morbila mutiraju i evoluiraju veoma velikom brzinom, ali mehanizam kako je evoluirao da inficira neuroni su bili misterija.“
Ključni igrač koji dozvoljava virusu morbila da inficira ćeliju je protein koji se zove fuzioni protein ili F protein. U prethodnim studijama tima, oni su pokazali da određene mutacije u proteinu F dovode ga u „hiperfuzogeno“ stanje, omogućavajući mu da se spoji sa nervnim sinapsama i inficira mozak.
U svojoj najnovijoj studiji, tim je analizirao genom virusa morbila kod pacijenata sa SSPE i otkrio da su se različite mutacije akumulirale u njihovom F proteinu. Zanimljivo je da bi određene mutacije povećale aktivnost infekcije, dok bi je druge zapravo smanjile.
„Ovo je bilo iznenađujuće videti, ali smo pronašli objašnjenje. Kada virus inficira neuron, on ga inficira putem ‘en bloc transmisije’, gde više kopija virusnog genoma ulazi u ćeliju“, nastavlja Širogane. „U ovom slučaju, genom koji kodira mutantni F protein se prenosi istovremeno sa genomom normalnog F proteina, a oba proteina će verovatno koegzistirati u inficiranoj ćeliji.“
Na osnovu ove hipoteze, tim je analizirao fuzionu aktivnost mutantnih F proteina kada su prisutni normalni F proteini. Njihovi rezultati su pokazali da je fuziona aktivnost mutantnog F proteina potisnuta zbog interferencije normalnih F proteina, ali se ta interferencija prevazilazi akumulacijom mutacija u F proteinu.
U drugom slučaju, tim je otkrio da drugačiji skup mutacija u F proteinu rezultira potpuno suprotnim rezultatom: smanjenjem fuzijske aktivnosti. Međutim, na njihovo iznenađenje, ova mutacija može zapravo da sarađuje sa normalnim F proteinima kako bi povećala fuzionu aktivnost. Dakle, čak i mutantni F proteini za koje se čini da nisu u stanju da inficiraju neurone i dalje mogu inficirati mozak.
„To je skoro u suprotnosti sa ‘preživljavanjem najsposobnijih’ modela za širenje virusa. U stvari, ovaj fenomen gde se mutacije mešaju i/ili sarađuju jedna sa drugom naziva se ‘Sociovirologija’. To je još uvek nov koncept, ali primećeno je da virusi komuniciraju jedni sa drugima kao grupa. To je uzbudljiva perspektiva“, objašnjava Širogane.
Tim se nada da će njihovi rezultati pomoći u razvoju terapije za SSPE, kao i da razjasne evolucione mehanizme uobičajene za viruse koji imaju slične mehanizme infekcije kao ospice, kao što su novi koronavirusi i herpesvirusi.
„Postoje mnoge misterije u mehanizmima pomoću kojih virusi izazivaju bolesti. Pošto sam bio student medicine, zanimalo me je kako je virus malih boginja izazvao SSPE. Srećan sam što smo uspeli da razjasnimo mehanizam ove bolesti“, zaključuje Širogane.
