Обнаружен второй путь проникновения коронавируса в клетки

Ученые выяснили, почему новый коронавирус более агрессивный, чем его предшественники. Оказалось, что для проникновения в клетки он использует еще один рецептор на их поверхности — нейропилин-1, которого очень много в дыхательных путях, кровеносных сосудах и нейронах. Результаты исследований опубликованы сразу в двух статьях в журнале Science (статья 1, статья 2).

Известно, что коронавирус SARS-CoV-2, также как и родственный ему SARS-CoV, заражает клетки через рецептор ACE2. Но вспышка атипичной пневмонии в 2003 году, вызванная вирусом SARS-CoV, имела значительно меньшее распространение, чем COVID-19.

По мнению ученых, это связано с тем, что инфекция была ограничена нижними дыхательными путями, что сделало вирус менее передаваемым. SARS-CoV-2, напротив, инфицирует верхние дыхательные пути, включая слизистую носа и глотки, и, как следствие, быстро распространяется за счет активного вирусного выделения, например, при чихании и кашле.

Выясняя, что делает SARS-CoV-2 настолько заразным, ученые в двух независимых исследованиях обнаружили, что спайковый белок вируса на поверхности клеток человека помимо ACE2 связывается с другим рецептором — нейропилином-1. Авторы считают, что это облегчает его проникновение.

Началось все с того, что изучая последовательность белка шипа SARS-CoV-2, исследователи обнаружили в нем уникальный сайт расщепления, который отсутствует у других коронавирусов. Они предположили, что это позволяет новому коронавирусу создавать дополнительные сайты связывания рецепторов на поверхности клеток.

"То, что SARS-CoV-2 использует рецептор ACE2 для заражения наших клеток, было известно, но вирусы часто используют несколько факторов, чтобы максимизировать свой инфекционный потенциал. Когда в конце января стала доступна последовательность генома SARS-CoV-2, мы были удивлены. По сравнению со своим предшественником, новый коронавирус приобрел "дополнительный кусок" на своих поверхностных белках, который также обнаруживается в шипах многих смертоносных человеческих вирусов, включая Эбола, ВИЧ и высокопатогенные штаммы птичьего гриппа", — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования доктора Джузеппе Балистрери (Giuseppe Balistreri), главы исследовательской группы по вирусной клеточной биологии при Хельсинкском университете.

Авторы также выявили у вируса небольшую последовательность аминокислот, аналогичную последовательности в человеческих белках, которая взаимодействует с нейропилином-1.

Оба коллектива ученых описали и экспериментально подтвердили возможность создания противовирусного лечения, основанного на ингибировании нейропилина-1. Отключив в лабораторном тесте нейропилин-1 в клетках человека, они снизили способность SARS-CoV-2 заражать клетки в культуре.

Результаты одного из исследований также позволили объяснить причину потери обоняния при COVID-19. Ученые под руководством нейробиолога Микаэля Симонса (Mikael Simons) из Технического университета Мюнхена при вскрытии шести умерших от COVID-19 пациентов обнаружили у пяти из них инфекцию обонятельного эпителия. Причем инфицированные клетки показывали высокую экспрессию нейропилина-1.

Той же причиной объясняют авторы и поражения мозга при COVID-19. Когда исследователи вводили в носоглотку животным наночастицы, имеющие сродство к нейропилину-1, они быстро, в течение нескольких часов, достигали нейронов и капиллярных сосудов мозга, в отличие от контрольных частиц, не связывающихся с этим рецептором.