Жирная кислота спасла мышей от микроцефалии

Zhou et al. / Science Advances, 2019

Китайские ученые нашли механизм связи между инфекцией вирусом Зика и микроцефалией. Оказалось, что вирус Зика уничтожает белок, который отвечает за транспорт жирных кислот в ткани мозга. А вот если подкормить зараженных мышей омега-3 жирной кислотой, то микроцефалии можно избежать. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Вирус Зика коварен тем, что вызывает ничем не примечательные симптомы, одинаковые для множества лихорадок. Поэтому многие его носители даже не замечают болезни и не обращаются к врачам. О том, что в их организме поселился именно Зика, узнают, как правило, беременные женщины — когда у их плода обнаруживают микроцефалию. Это недоразвитие головного мозга, которое сопровождается уменьшением его объемов и умственной отсталостью.

Цзя Чжоу (Jia Zhou) с коллегами из Медицинского колледжа китайской академии медицинских наук проследили связь между заражением вирусом Зика и поражением мозга. Они оттолкнулись от статьи своих предшественников, которые обнаружили, что некоторая мутация вызывает у мышей летальную микроцефалию — то есть животные гибнут еще до рождения. Эта мутация затрагивала ген Mfsd2a. Он кодирует белок-транспортер, который отвечает за перенос жирных кислот из крови внутрь клеток стенки сосуда. Поэтому Чжоу и коллеги предположили, что течение инфекции Зика тоже может быть связано с работой этого белка.

Для начала ученые работали с культурой клеток эндотелия мозговых микрокапилляров. Они измерили количество белка Mfsd2a: его было много в здоровых клетках, но после того, как их заразили вирусом Зика, в течение трех дней он полностью исчез. Другие вирусы, которые исследователи использовали в качестве контроля — вирус гепатита С и вирус лихорадки Западного Нила — такого эффекта не оказали.

Затем исследователи решили выяснить, какой именно из вирусных белков ответственен за уничтожение Mfsd2a. Они взяли другую культуру — клеток почки — и вводили в нее одновременно Mfsd2a и один из белков Зика, а затем измеряли количество Mfsd2a. Оказалось, что виновником разрушения белка стал белок оболочки ZIKV E. Тогда ученые ввели в клетки блокаторы разных путей расщепления белков, и обнаружили, что остановить разрушение Mfsd2a может только блокатор протеасом. Таким образом они выяснили, что белок оболочки вируса Зика помечает белок Mfsd2a для разрушения в протеасоме.

Mfsd2a работает переносчиком жирных кислот внутрь клетки. Поэтому его разрушение должно привести к изменению липидного состава клетки. Исследователи измерили в мозге здоровых и зараженных мышей концентрацию докозагексаеновой кислоты (омега-3) — незаменимой жирной кислоты, которую клетки не способны синтезировать самостоятельно. Оказалось, что инфекция Зика снижает захват жирной кислоты из крови, а также содержание ее в составе фосфолипидов внутри клетки.

Тогда ученые решили проверить, что будет, если восполнить уровень омега-3 кислоты в мозге. Они заражали вирусом Зика новорожденных мышат, а затем вводили им в брюшную полость жирную кислоту. Через несколько дней они обнаружили, что жирная кислота не только спасает мышей от микроцефалии, но и восстанавливает количество Mfsd2a в клетках мозга.

Из этого открытия есть два противоположных следствия. С одной стороны, на его основе можно разработать профилактику развития микроцефалии у людей. С другой стороны, оно дает инструмент для регуляции кровотока. Другая исследовательская группа недавно выяснила, что блокада Mfsd2a позволяет увеличить проницаемость гематоэнцефалического барьера. Вероятно, с помощью вируса Зика можно будет точечно «разбирать» барьер между кровью и мозгом, чтобы вводить туда, например, лекарства от нейродегенеративных болезней.

Раньше ученые выяснили, что вирус Зика атакует нервные клетки человека еще на самых ранних стадиях — до имплантации, когда собственно нервной ткани еще нет. И уже звучали предложения использовать вирус Зика в терапевтических целях — например, для борьбы с раком мозга.

Полина Лосева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.