Вирус Эпштейна-Барр связан с семью серьезными заболеваниями

Вирус Эпштейна-Барр (EBV)
                Это электронно-микроскопическое изображение двух вирионов вируса Эпштейна-Барра (вирусных частиц) показывает круглые капсиды — генетический материал в белковой оболочке — свободно окруженный оболочкой мембраны. Предоставлено: DOI: 10.1371/journal.pbio.0030430.g001.

В масштабном исследовании, проведенном учеными из Cincinnati Children’s, сообщается, что вирус Эпштейна-Барра (EBV), известный как вызывающий мононуклеоз, также повышает риск развития у некоторых людей семи других основных заболеваний.
                                                                                       

К таким заболеваниям относятся: системная красная волчанка (SLE), рассеянный склероз (MS), ревматоидный артрит (RA), ювенильный идиопатический артрит (JIA), воспалительное заболевание кишечника (IBD), целиакия и диабет 1 типа. В совокупности эти семь болезней поражают почти 8 миллионов человек в США.

Результаты исследования опубликованы 12 апреля в журнале Nature Genetics. Проект возглавляли три ученых: Джон Харли, доктор медицинских наук, директор Центра аутоиммунной геномики и этиологии (CAGE) в Цинциннати Детский и преподаватель Медицинского центра Цинциннати В.А.; Леа Коттян, доктор философии, эксперт по иммунобиологии с CAGE; и Мэтью Вейроух, доктор философии, вычислительный биолог с центром. Критический вклад предоставили Сяотинг Чен, доктор философии, и Марио Пуджато, доктор философии, оба также в CAGE.

Исследование показывает, что белок, продуцируемый вирусом Эпштейна-Барра, называемый EBNA2, связывается с несколькими участками человеческого генома, которые связаны с этими семью заболеваниями.

В целом, исследование проливает новый свет на то, как факторы окружающей среды, такие как вирусные или бактериальные инфекции, неправильное питание, загрязнение или другие опасные воздействия, могут взаимодействовать с генетическим планом человека и иметь последствия, влияющие на болезнь.

«Теперь, используя геномные методы, которые были недоступны 10 лет назад, кажется, что компоненты, созданные вирусом, взаимодействуют с ДНК человека в местах, где повышен генетический риск заболевания», — говорит Харли. «И не только от волчанки, но и от всех других болезней».

Полное влияние этого исследования может занять годы, чтобы исследовать. Вот некоторые из начальных последствий:

Новое беспокойство о «болезни поцелуев»

ВЭБ — поразительно распространенный вирус. В США и других развитых странах более 90 процентов населения заражаются к 20 годам. В менее развитых странах 90 процентов людей заражаются к 2 годам. После заражения вирус остается в людях на всю жизнь.

Мононуклеоз, который вызывает недели сильной усталости, является наиболее распространенным заболеванием, вызванным ВЭБ. Моно прозвали «болезнью поцелуев» несколько лет назад, потому что вирус распространяется главным образом через контакт со слюной.

За прошедшие годы ученые связали ВЭБ с несколькими другими редкими состояниями, включая некоторые виды рака лимфатической системы. Харли, посвятивший большую часть своей карьеры изучению волчанки, обнаружил возможные связи между волчанкой и EBV несколько лет назад. Эта работа включает в себя предложение механизмов, которые иммунная система использует в ответ на вирус, который приводит к волчанке, и показ, что дети с волчанкой почти всегда инфицированы EBV.

Сегодняшнее исследование добавляет вес этим данным волчанки и добавляет в список еще шесть известных заболеваний.

«Это открытие, вероятно, настолько фундаментально, что побудит многих других ученых по всему миру пересмотреть этот вирус при этих расстройствах», — говорит Харли. «Как следствие, и если предположить, что другие могут повторить наши выводы, это может привести к терапии, способам профилактики и способам прогнозирования заболеваний, которых в настоящее время не существует». До сих пор не существует вакцины, которая предотвратит инфекцию EBV.

«Я думаю, что у нас есть действительно веское обоснование для поощрения людей прилагать больше усилий», — говорит Коттян. «Некоторые вакцины против EBV находятся в стадии разработки. Я думаю, что это исследование вполне может побудить их продвигаться вперед быстрее и с новыми усилиями».

Как EBV угоняет нашу иммунную систему

Когда вирусные и бактериальные инфекции поражают, наши тела реагируют, командуя В-клетками в нашей иммунной системе, чтобы вырабатывать антитела для борьбы с захватчиками. Однако, когда происходят инфекции EBV, происходит что-то необычное.

Вирус EBV внедряется в сами B-клетки, перепрограммирует их и контролирует их функции. Детская исследовательская группа Цинциннати обнаружила новый ключ к пониманию того, как вирус это делает, и этот процесс включает в себя крошечные белки, называемые факторами транскрипции.

В нашем организме в геноме работает около 1600 известных факторов транскрипции. Каждая ячейка использует их подмножество, чтобы стать тем, кем они являются, и реагировать на свое окружение. Эти белки постоянно перемещаются вдоль нитей нашей ДНК, включая и выключая определенные гены, чтобы обеспечить нормальное функционирование клеток.


        Кредит: Цинциннати Детский

Однако, когда факторы транскрипции изменяют то, что они делают, нормальные функции клетки также могут изменяться, и это может привести к заболеванию. Детская команда Цинциннати подозревает, что транскрипционный фактор EBNA2 от EBV помогает изменить работу инфицированных В-клеток и то, как организм реагирует на эти инфицированные клетки.

В новой статье показано, что семь, казалось бы, не связанных между собой болезненных состояний на самом деле имеют общий набор аномальных транскрипционных факторов, на каждый из которых влияет белок EBNA2 из вируса Эпштейна-Барра. Когда эти связанные с EBNA2 кластеры факторов транскрипции присоединяются к одной части генетического кода, риск развития волчанки возрастает. Когда те же самые факторы транскрипции попадают в другую часть кода, риск рассеянного склероза возрастает. И так далее.

«Обычно мы думаем о факторах транскрипции, которые регулируют экспрессию генов человека, как о людях», — говорит Коттян. «Но в этом случае, когда этот вирус заражает клетки, вирус создает свои собственные факторы транскрипции, и те, которые присутствуют в геноме человека при вариантах риска волчанки (и при вариантах других заболеваний), и это то, что мы подозреваем, увеличивает риск для болезнь «.

Появляются новые возможности для улучшения лечения

Остается неясным, сколько случаев семи заболеваний, перечисленных в исследовании, можно отследить до предшествующей инфекции EBV. Для надежных оценок потребуется больше геномных анализов с участием гораздо большего числа пациентов с этими заболеваниями.

«Воздействие вируса может варьироваться в зависимости от заболевания», — говорит Харли. «Например, при волчанке и рассеянном склерозе вирус может составлять значительную долю этих случаев. У нас нет представления о той доле, в которой вирус может быть важен при других заболеваниях, связанных с EBNA2».

Однако прорывная идентификация специфических факторов транскрипции, связанных с инфекциями EBV, открывает новые направления исследований, которые могут ускорить усилия по поиску лекарств.

«Тот же самый персонаж — злодей при множественных иммунных заболеваниях», — говорит Вейраух. «Они играют эту роль по-разному, и делают это в разных местах в вашем геноме, но это одни и те же зловещие персонажи. Поэтому, если бы мы могли разработать методы лечения, чтобы помешать им сделать это, то это помогло бы множественным заболеваниям»/р>

Известно, что ряд соединений — некоторые экспериментальные, некоторые одобренные в качестве лекарственных средств для лечения других состояний — уже способны блокировать некоторые из транскрипционных факторов высокого риска, перечисленных в статье, говорит Вейрауч. Команды в Цинциннати Детский начали более глубокие исследования некоторых из этих соединений.

Выводы выходят далеко за рамки EBV

Хотя в исследованиях, связанных с ВЭБ, участвовало более 60 человеческих белков, связанных с семью заболеваниями, детская исследовательская группа Цинциннати уже сделала огромный следующий шаг. Они применили те же аналитические методы, чтобы выявить связи между всеми 1600 известными факторами транскрипции и известными вариантами генов, связанных с более чем 200 заболеваниями.

Результаты этого массивного перекрестного анализа также появляются в сегодняшнем исследовании. Были зафиксированы интригующие ассоциации, включающие 94 условия.

«Наше исследование выявило потенциальные причины многих других заболеваний, включая рак молочной железы», — говорит Харли. «Мы не можем принять меры по всем этим вопросам, но мы надеемся, что другие ученые это сделают».

После десятилетий исследований, посвященных поиску причин волчанки, Харли говорит, что это исследование представляет собой самое важное открытие в его карьере. «Я был соавтором почти 500 статей. Эта статья более важна, чем все остальные вместе взятые. Это краеугольный камень в карьере в области медицинских исследований», — говорит он.

Программное обеспечение за открытиями должно быть обнародовано

Для выявления и отслеживания активности этих транскрипционных факторов потребовались годы работы с участием десятков лабораторных и вычислительных экспертов.

Проект требовал сбора огромных массивов генетических данных, а затем анализа каждого генетического изменения, влияющего на активность вируса. Для этого потребовалось создать два новых алгоритма, названных RELI и MARIO, которые были разработаны в Цинциннати Детский Weirauch с коллегами.

Как программные средства, так и соответствующий веб-сайт станут общедоступными.

«Мы пойдем на многое, чтобы не только сделать доступным компьютерный код, но и все данные и все результаты», — говорит Вейраух. «Мы считаем, что это интересный подход, который может повлиять на многие заболевания, поэтому мы связываемся с экспертами по различным заболеваниям, обмениваемся результатами и выясняем, хотят ли они сотрудничать, чтобы следить за ними».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *