Nowe obrazy pokazują sposób, w jaki grypa przekracza granice między gatunkami
Europejscy badacze uzyskali trójwymiarowy obraz cząstki wirusa grypy odpowiedzialnej za przenoszenie chorób między ptakami a ludźmi, co otwiera nowe perspektywy leczenia grypy lub jej zapobiegania. Wyniki ich prac, finansowanych częściowo przez UE ze środków piątego programu ramowego (5. PR), są opublikowane w Internecie przez czasopismo "Nature Structural and Molecular Biology". Ponieważ nadal na całym świecie wykrywa się ogniska zjadliwej odmiany wirusa ptasiej grypy H5N1, istnieją poważne obawy pojawienia się jego mutacji umożliwiającej bezpośrednie przenoszenie wirusa między ludźmi. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia od początku epidemii w 2003 r. potwierdzono 274 przypadki H5N1 u ludzi i 167 zgonów. Większość chorych mieszkała albo pracowała w bliskim sąsiedztwie zainfekowanych ptaków. Jeżeli wirus przekroczy granice między gatunkami, skutki mogą okazać się katastrofalne; w 1918 r. 50 milionów ludzi na całym świecie zmarło w czasie pandemii grypy wywołanej przez zmutowany wirus ptasiej odmiany tej choroby. Teraz po raz pierwszy naukowcy uzyskali trójwymiarowy obraz cząstki białka polimerazy, co prowadzi do lepszego zrozumienia sposobu, w jaki małe zmiany w strukturze polimerazy mogłyby umożliwić wirusowi przekroczenie granicy między gatunkami - od ptaków do ludzi. Kiedy człowiek lub ptak po raz pierwszy zarazi się grypą, wirus zaczyna się replikować wewnątrz komórek organizmu nosiciela. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa polimeraza, ponieważ odpowiada za kopiowanie genomu wirusa i kierowanie wytwarzaniem jego białek. Chociaż od pewnego czasu wiadomo, że małe zmiany w cząsteczkach polimerazy uczestniczą w procesie przenoszenia wirusa od ptaka do człowieka, charakter tego białka powoduje, że jest ono bardzo trudne do badania. - Przez wiele lat naukowcy starali się poznać polimerazę grypy i wyszukać słabe punkty, które mogłyby stać się celami dla leków - skomentował Darren Hart z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL), jeden z autorów artykułu. - Ale nikt nie mógł uzyskać wystarczającej ilości białka, żeby móc przeprowadzić analizę jego struktury. W celu uzyskania próbki białka badacze opracowali nową technikę przesiewową nazwaną "ekspresją rozpuszczalnych białek przez losowe przyrostowe przycinanie" ("expression of soluble proteins by random incremental truncation" - ESPRIT). - Opracowaliśmy sposób wykorzystania robotów do przeanalizowania dziesiątków tysięcy warunków doświadczalnych i odkryliśmy fragment polimerazy grypy, nad którym mogliśmy pracować - wyjaśnił dr Hart. - Jest to mała część całego białka, ale oferuje interesujące możliwości zdobycia wiedzy na temat sposobu działania tego białka i możliwych sposobów oddziaływania mutacji na grupy nosicieli. Badania struktury atomowej białka ujawniły przeoczony wcześniej sygnał rozpoznawany przez ludzkie białko transportu jądrowego importin alfa. Po rozpoznaniu tego sygnału importin alfa przenosi polimerazę do jądra komórki, gdzie replikuje się materiał genetyczny wirusa. Wykorzystując źródło silnego promieniowania rentgenowskiego z Europejskiego Ośrodka Promieniowania Synchrotronowego badacze mogli uzyskać charakteryzujący się wysoką rozdzielczością obraz sposobu wzajemnego oddziaływania polimerazy i importinu alfa. Obrazy wykazały, że mutacje, o których wiadomo, iż uczestniczą w przenoszeniu ptasiej grypy na ludzi, zlokalizowane są w miejscu tego oddziaływania albo blisko niego. Zdaniem naukowców mutacje te mogą wpływać na zdolność wirusa do replikacji w różnych gatunkach nosicieli poprzez wpływanie na skuteczność transportu jądrowego. - Wpłynięcie na funkcjonowanie polimerazy mogłoby zaoferować nowe sposoby leczenia grypy lub zapobiegania jej, ale do tego potrzebny będzie szczegółowy obraz pozostałej części polimerazy - wyjaśnił Stephen Cusack, dyrektor laboratorium EMBL w Grenoble. Dokładniejsze poznanie białka polimerazy jest tematem projektu FLUPOL finansowanego ze środków UE i koordynowanego przez EMBL, którego realizacja potrwa trzy lata. Jest to jeden z 17 projektów wybranych w zeszłym roku do finansowania w wyniku specjalnego zaproszenia do składania wniosków w szóstym programie ramowym (6. PR). - Działając wspólnie z innymi laboratoriami w Europie i przy finansowym wsparciu Komisji Europejskiej zbadamy zarówno strukturę, jak i funkcjonowanie tego kluczowego celu dla leków oraz spróbujemy scharakteryzować inne mutacje odpowiedzialne za przenoszenie choroby od ptaków na ludzi - skomentował dr Cusack.