Индиана везикуловирусы: құрамы, жұқтыру жолдары және зерттелуі

Кіріспе

Вирустың түрі – Индиана весикуловирусы, бұрын Везикулярлы стоматит Индиана вирусы (VSIV немесе VSV) – Rhabdoviridae тұқымдасына жататын вирус; жақсы белгілі қызылсу лиссавирусы да осы тұқымдасқа жатады. VSIV жәндіктерге, ірі қара малға, жылқыға және шошқаларға жұғуы мүмкін. Ол әлемнің белгілі бір аймақтарындағы фермерлер үшін маңызды, себебі ірі қара малға жұқтырады. Бұл вирус клиникалық белгілері бойынша өте маңызды ауыз және тырнақ ауруы вирусынан ажырату қиын. Вирус зооноздық және жұқтырған адамдарда тұмауға ұқсас симптомдарға әкеледі. Сонымен қатар, бұл Rhabdoviridae тұқымдасына жататын вирустардың қасиеттерін және вирус эволюциясын зерттеу үшін жиі қолданылатын зертханалық вирус.

Қасиеттері

Индиана весикуловирусы – Rhabdoviridae тұқымдасының Vesiculovirus туысының прототиптік мүшесі. VSIV – арбовирус, оның репликациясы цитоплазмада жүреді. Табиғи VSIV инфекциясы екі кезеңнен тұрады: сүтқоректілердің цитолиздік инфекциясы және жәндіктер арқылы таралуы. Жәндіктерде инфекция цитолиздік емес, тұрақты болады. Вирустың бір расталған таратушысы – Lutzomyia shannoni түріне жататын құм шыбығы. VSIV геномы 11,161 нуклеотидтен тұратын, теріс мағыналы РНК-ның бір молекуласында орналасқан және бес негізгі белокты кодтайды: G протеині (G), үлкен протеин (L), фосфопротеин (P), матрицалық протеин (M) және нуклеопротеин (N).

VSIV G протеині, басқаша VSVG деп те аталады, вирусқа жасушаға енуге мүмкіндік береді. Ол вирус пен жасушадағы LDL рецепторына (LDLR) немесе LDLR отбасының мүшесіне байланысуын қамтамасыз етеді. Байланысқаннан кейін VSIV-LDLR кешені жылдам эндоцитозға түседі. Содан кейін вирус қабықшасының эндосомалық мембранамен бірігуіне қатысады. VSIV жасушаға ішінара клатринмен қапталған көпіршіктер арқылы өтеді; вирус бар көпіршіктерде әдеттегі көпіршіктерге қарағанда көбірек клатрин мен клатрин адаптерлері болады. Вирус бар көпіршіктер актин механизмінің компоненттерін өзара әрекеттесу үшін тартады, осылайша өздерінің қабылдануын қамтамасыз етеді. VSIV G көптеген көпіршіктер сияқты бірдей жолмен қозгалмайды, себебі G протеинін ЭР-ден плазмалық мембранаға тасымалдау 15°C температурада инкубация жасағанда тоқтатылады. Осы жағдайда молекулалар ЭР-де де, липидтерге бай көпіршіктер деп аталатын, төмен тығыздықтағы жасушалық фракцияларда да жиналады. Липидтерге бай көпіршіктердегі материал плазмалық мембранаға (ПМ) тасымалдау процесінде ЭР-ден кейінгі аралық зат болып көрінеді. Жұққаннан кейін VSIV G гені экспрессияланады және эндоплазмалық ретикулумда (ЭР) N-байланысты гликозилдеудің моделі ретінде жиі зерттеледі. Ол ЭР-ге аударылады, онда долихол құрамындағы ақуыз Glc3Man9GlcNAc2 олигосахаридын VSIV G-дегі NXS мотивіне қосады. Ақуыз Гольджи аппаратына жеткенде қанттар біртіндеп алынып тасталады және ол эндогликозидаза H-қа төзімді болады. Поляризацияланған эпителий жасушаларында синтезделген кезде, VSV G қабықша гликопротеині базальды ПМ-ге бағытталады. VSVG сонымен қатар генетикалық материалды in vitro жүйелерге немесе жануарлар модельдеріне енгізу үшін қолданылатын лентивирустық векторлық экспрессия жүйелері үшін жиі қолданылатын қабықша протеині болып табылады, себебі оның өте кең тропизмі бар. VSIV L протеині геномның жартысын кодтайды және мРНК репликациясын катализдеу үшін фосфопротеинмен бірігеді. VSIV M протеині 831 нуклеотидтен тұратын мРНК арқылы кодталады және 229 аминқышқылынан тұратын протеинге аударылады. Болжамды M протеинінің тізбегінде мембранамен байланысуға ықпал ететін ұзақ гидрофобтық немесе поляр емес домендер жоқ. Протеин негізгі аминқышқылдарына бай және жоғары негізгі амин терминалды доменін қамтиды. VSV N протеині геном синтезін бастау үшін қажет.

The VSIV G protein, aka VSVG, enables viral entry. It mediates viral attachment to an LDL receptor (LDLR) or an LDLR family member present on the host cell. Following binding, the VSIV LDLR complex is rapidly endocytosed. It then mediates fusion of the viral envelope with the endosomal membrane. VSIV enters the cell through partially clathrin coated vesicles; virus containing vesicles contain more clathrin and clathrin adaptor than conventional vesicles. Virus containing vesicles recruit components of the actin machinery for their interaction, thus inducing its own uptake. VSIV G does not follow the same path as most vesicles because transport of the G protein from the ER to the plasma membrane is interrupted by incubation at 15 °C. Under this condition, the molecules accumulate in both the ER and a subcellular vesicle fraction of low density called the lipid rich vesicle fraction. The material in the lipid rich vesicle fraction appears to be a post ER intermediate in the transport process to the plasma membrane (PM). After infection, the VSIV G gene is expressed and is commonly studied as a model for N linked glycosylation in the endoplasmic reticulum (ER). It is translated into the rough ER where the Glc3 Man9 GlcNac2 oligosaccharide is added by a dolichol containing protein, to an NXS motif on VSIV G. Sugars are removed gradually as the protein travels to the Golgi apparatus, and it becomes resistant to endoglycosidase H. When synthesized in polarized epithelial cells, the envelope glycoprotein VSV G is targeted to the basolateral PM. VSVG is also a common coat protein for lentiviral vector expression systems used to introduce genetic material into in vitro systems or animal models, mainly because of its extremely broad tropism. The VSIV L protein is encoded by half the genome, and combines with the phosphoprotein to catalyze replication of the mRNA. The VSIV M protein is encoded by an mRNA that is 831 nucleotides long and translates to a 229 amino acid protein. The predicted M protein sequence does not contain any long hydrophobic or nonpolar domains that might promote membrane association. The protein is rich in basic amino acids and contains a highly basic amino terminal domain. The VSV N protein is required to initiate genome synthesis.

Клиникалық белгілері мен диагнозы

Жануарлардағы басты белгі – ауыз қуысының шырышты қабығында көпіршіктер мен ойық жаралар түрінде көрінетін ауыз ауруы, сондай-ақ емізік және табан тегінің айналасында да пайда болуы мүмкін. Жануарларда анорексия, әлсіздік және қызба (дене температурасының көтерілуі) сияқты жүйелік белгілер байқалуы мүмкін. Ауру әдетте екі апта ішінде жоғалып, жануарлар толыққанды қалпына келеді. Серологиялық тестілеу көбінесе ELISA немесе комплемент байланысу әдісі арқылы жүргізіледі, сонымен қатар вирус жекеленуіне әрекеттенуге болады. Жақында M белгісінде мутациясы бар әлсіретілген VSIV-тың қатерлі жасушаларды жоятын қасиеттері анықталды. Зерттеулер жалғасуда, және зертханалық модельдерде VSIV меланома, өкпе қатерлі ісігі, ішек қатерлі ісігі және кейбір ми ісіктерінің көлемін азайту және таралуын тежеуге қабілетті екені көрсетілді.

АИТВ- ге қарсы терапия

VSIV, ВИЧ жұққан Т-лимфоциттерін таңдап шабуылдау үшін өзгертілді. Өзгертілген вирус "Трояндық ат" вирусы деп аталды. NIH Баспасөз хабарламасы. "Трояндық ат" вирусы АИТВ инфекциясын бақылайды. 09.04.1997.

Эбола вакцинасы

Рекомбинантты VSIV Эбола вирусына қарсы вакцина ретінде 1-фазалық сынақтан өтті. Эбола вирусының гликопротеинін өндіретін рекомбинантты VSIV Эбола вирусы ауруына қарсы вакцина ретінде Африкада III-фазалық сынақтардан өтті. Вакцина Эбола вирусы ауруын алдын алуда 76-100% тиімді екені көрсетілді. (rVSV ZEBOV вакцинасына да қараңыз) 2019 жылдың желтоқсан айында Merck & Co. компаниясының rVSV ZEBOV вакцинасы Ervebo 18 және одан үлкен жастағы адамдарды емдеу үшін Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасымен бекітілді.

Басқа қолданыстар

Ласса қызуы және Марбург вирусының ақуыздарын өндіретін репликацияға қабілетті rVSV да жасалды.

Басқа қолданбалар

VSIV G ақуызы биомедициналық зерттеулерде ретровирустық және лентивирустық векторларды псевдотиптеу үшін кеңінен қолданылады, бұл гендерді қызығушылық тудыратын сүтқоректі жасушаларының кең спектрін трандукциялау мүмкіндігін береді. VSIV G ақуызы эндомембраналық жүйедегі трафик бойынша цитологиялық зерттеулерде де пайдаланылған. Иммуноэлектрондық микроскопия VSIV G ақуызының цис-Гольги денелерінен транс-Гольги денелеріне көпіршіктер арқылы тасымалданбай, тікелей қозғалатынын көрсетеді, бұл Гольги трафигінің цистерналық пісілу моделін қолдайды. VSV вирустық геномның репликациясы және транскрипциясы бойынша сандық және есептеу зерттеулерін жүргізу үшін жиі қолданылады. Мұндай зерттеулер вирустың табиғи иммундық жауаптың болуы және болмауы жағдайындағы қызметін жақсырақ түсінуге көмектеседі. 2020 жылы модификацияланған VSV негізінде SARS-CoV-2 вирусынан туындайтын COVID-19 ауруына қарсы вакцина жасалды. Модификацияға VSV-нің беткі ақуыз гендерін SARS-CoV-2 вирусының тікенді ақуыздарымен алмастыру кірді.