Rotavirus izaziva gastroenteritis, stanje koje uključuje dijareju, nedovoljnu apsorpciju hranljivih materija i gubitak težine. Teški slučajevi dovode do oko 128.000 smrtnih slučajeva godišnje kod novorođenčadi i dece širom sveta. Uprkos intenzivnim istraživanjima o tome kako rotavirus izaziva dijareju, još uvek nema potpunog odgovora, ali u ovoj novoj studiji istraživači sa Bejlor koledža medicine izveštavaju o novom mehanizmu kojim rotavirus izaziva dijareju, ometajući normalnu apsorpciju hranljivih materija u crevima.
Studija, objavljena u Zborniku radova Nacionalne akademije nauka, prva je koja pokazuje da metabolizam lipida u crevima izmenjen rotavirusom igra ulogu u bolesti. Rotavirusna infekcija dovodi do razgradnje DGAT1, enzima uključenog u normalno formiranje lipidnih kapljica u crevnim ćelijama, što zauzvrat smanjuje proizvodnju ključnih transportera hranljivih materija i drugih proteina potrebnih za normalnu apsorpciju hranljivih materija u crevima, što dovodi do dijareje.
„Želeli smo da bolje razumemo kako rotavirus iskorišćava ćelijske procese da bi se replicirao“, rekla je korespondentna autorka dr Sue E. Cravford, docentka molekularne virologije i mikrobiologije u Bejloru.
„Koristili smo dobro uspostavljeni model ćelije bubrega majmuna (MA104) infekcije rotavirusom, kao i humane crevne enteroide (HIE) za ove studije. HIE su revolucionisale proučavanje gastrointestinalnih (GI) virusa kao što je rotavirus. Ovi višećelijski, netransformisani ćelijske kulture zadržavaju genetska svojstva domaćina, ćelijsku organizaciju i rekapituliraju funkciju humanog gastrointestinalnog epitela. One služe kao biološki relevantni modelni sistemi za proučavanje ljudskih GI infekcija.“
„Znali smo da rotavirus izaziva stvaranje više lipidnih kapljica nego što je normalno u ćelijama koje inficira, jer pretvara kapljice lipida u fabrike virusa. Dok smo proučavali ovaj proces, otkrili smo da se rotavirus vezuje i razgrađuje ili razgrađuje DGAT1, enzim koji doprinosi stvaranju lipidnih kapljica“, rekao je Kroford.
Dok su istraživači dublje gledali u DGAT1, otkrili su da postoje deca koja su rođena sa mutacijama u DGAT1 koje čine enzim nefunkcionalnim. „Ova deca imaju tešku hroničnu dijareju, koja je ponekad fatalna“, rekao je koautor, Hanter Smit, postdiplomac u laboratoriji dr Meri Estes i Kroford u Bejloru. „Ovo nas je navelo da pomislimo da bi degradacija DGAT1 posredovana rotavirusom mogla biti mehanizam pomoću kojeg virus izaziva dijareju.“
Oduvek se smatralo da virus izaziva dijareju inficirajući crevne ćelije koje uzimaju hranljive materije, ubijajući ih i posledično poremećujući mehanizme apsorpcije hranljivih materija u crevima.
„Ali pronašli smo novi mehanizam pomoću kojeg rotavirus izaziva dijareju. Poput dece koja imaju genetski nedostatak DGAT1 koji izaziva dijareju, kada rotavirus razgradi DGAT1 rezultat je smanjena proizvodnja enzima koji su uključeni u razgradnju hrane koju jedemo i ometanje mehanizmi koji transportuju hranljive materije u ćelije, što dovodi do dijareje“, rekao je Smit.
„Bilo je veoma neočekivano da rotavirus ima protein koji stupa u interakciju sa DGAT1 i razgrađuje ga i da bi eliminisanje DGAT1 dovelo do svih ovih efekata nizvodno koji bi izazvali dijareju“, rekao je Kroford.
Mutacije na DGAT1 kod dece i veza sa dijarejom su poznate u poslednjih 10 godina. „Prije toga niko ne bi rekao da postoji bilo kakva povezanost između problema sa ovim enzimom i dijareje“, rekao je Estes, ugledni profesor molekularne virusologije i mikrobiologije i predsjedavajući Cullen fondacije u Bailor-u. Ona je takođe član Bailorovog Dan L Duncan Comprehensive Cancer Centra i ko-korespondentni autor ovog rada sa Cravfordom.
„Bilo je veoma iznenađujuće da protein rotavirusa, za koji se do sada znalo da je važan samo za razmnožavanje virusa, takođe igra ulogu u izazivanju dijareje, glavne komponente bolesti. Činjenica da nije kapsidni protein ili deo struktura koja obavija genetski materijal virusa, kao što obično mislimo, govori nam da ne treba da pretpostavimo da nestrukturni proteini ne igraju ulogu u izazivanju bolesti.“
