Слушать новости
Телеграм: @gazetaru
Вирус гриппа предсказуем

Ключевые мутации вируса гриппа возможно предсказать и создать вакцину «на опережение»



Ученые поняли, как предсказывать мутации вируса

Ученые поняли, как предсказывать мутации вируса

iStockPhoto
Частые мутации вируса гриппа, которые вынуждают медиков постоянно разрабатывать новые антигриппозные вакцины, оказались более предсказуемыми, чем считалось ранее.

Каждый год с наступлением холодов на нас надвигается эпидемия гриппа. Наиболее обычный штамм сезонного вируса гриппа — A/H3N2. Предотвратить заболевание может вакцинация, но вирус гриппа славится своей изменчивостью. Специалистам приходится гадать, какой именно вирус посетит нас в следующем сезоне, и постоянно разрабатывать новые вакцины. Возможно, скоро эта задача станет более простой.

Специалисты Нидерландов, Великобритании, России, Австралии и Соединенных Штатов под руководством профессора Дерека Смита из Университета Кембриджа показали, что мутаций, которые приводят к изменению иммунологических свойств вируса, не так много и они вполне предсказуемы.

В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Science , принимал участие и российский специалист Михаил Еропкин, руководитель лаборатории эволюционной изменчивости вирусов гриппа НИИ гриппа Минздрава в Санкт-Петербурге.

Антитела антигриппозных вакцин связываются с определенными сайтами белка оболочки вируса гемагглютинина (HА) . Сайт связывания — это особый участок в молекуле, который взаимодействует с другими молекулами. В результате ежегодных мутаций, происходящих в вирусном геноме, изменяется аминокислотная последовательность HА и его антигенные свойства, поэтому старая вакцина мутантный вирус уже не узнает. Усилия ученых направлены на то, чтобы решить проблему раз и навсегда: найти консервативные последовательности НА, которые смогут служить постоянной мишенью для антител.

Второй путь — попытаться предсказать, как будет меняться вирус, и создать «упреждающую вакцину».

Вирусный гемагглютинин — большой белок со сложной структурой. В нем регулярно происходят аминокислотные замены, но к изменению антигенных свойств вируса приводят только замены в определенных участках молекулы. Исследователи определили, что за 35 лет, в течение которых вирус A/H3N2 циркулирует в человеческой популяции, в этих участках произошли 54 замены аминокислот. Но к смене антигенных свойств вируса приводят только замены в семи определенных позициях, которые расположены близко друг от друга на одном небольшом участке НА. В зависимости от типа сыворотки, с которой реагируют штаммы A/H3N2, их можно разделить на 11 групп.

Исследователи установили, что для перехода вируса из одной группы в другую в подавляющем большинстве случаев достаточно всего одной аминокислотной замены.

Раньше считалось, что для этого необходимы по меньшей мере четыре аминокислотные замены.

Поскольку мутации в вирусном геноме происходят часто, а для изменения его антигенных свойств достаточно замены единственной аминокислоты в одной из семи позиций, можно ожидать, что новые антигенные варианты вируса будут возникать часто, однако это редкое событие, которое случается примерно раз в 3,3 года. Возможно, дело в том, что не всякая замена совместима с жизнью вируса.

Все семь ключевых позиций аминокислот расположены рядом с участком связывания клеточного рецептора. Чтобы размножиться, вирус должен попасть в клетку человека, а для этого связаться с рецептором, расположенным на поверхности клетки. Если участок связывания и рецептор не подойдут друг к другу как ключ к замку, заражения не произойдет. Поэтому изменения НА не должны нарушать структуру и функцию участка связывания, что накладывает ограничения на возможные мутации. Аминокислоты отличаются гидрофобностью и объемом, поэтому даже единичные замены рядом с этим участком неизбежно повлияют на его структуру и способность вируса связываться с клеточным рецептором. Во многих случаях жизнеспособность вируса падает или он погибает. Возможно, поэтому мутации у вируса происходят часто, а антигенная эволюция идет медленно.

Ученые исследовали также другие вирусы гриппа, вызывающие сезонные заболевания: B/Yamagata, B/Victoria и A/H1N1pdm09. Результат оказался таким же. Большинство мутаций, связанных с изменением антигенных свойств, вызваны заменой одной аминокислоты, расположенной рядом с участком связывания с клеточным рецептором.

Поскольку количество потенциальных аминокислотных замен оказалось невелико, исследователи предположили, что возможности изменения антигенных свойств сезонного вируса гриппа более ограниченны, чем полагали ранее.

Это меняет наши представления о механизмах его эволюции. А главное — делает возможным предсказать будущие изменения вируса, чтобы создать вакцину «на опережение».