Вирус желтой лихорадки (YFV) является членом семейства флавивирусов, в которое также входят вирусы денге и Зика. Вирус, который, как считается, инфицирует различные типы клеток в организме, вызывает до 200 000 случаев желтой лихорадки каждый год, несмотря на широкое использование высокоэффективной вакцины. Вакцина состоит из живой аттенуированной формы вируса под названием YFV-17D, геном РНК которого более чем на 99 процентов идентичен вирулентному штамму.
Эта разница в один процент в геноме ослабленного вируса может незначительно изменить взаимодействия с иммунной системой хозяина, так что он вызывает защитный иммунный ответ, не вызывая заболевания.Чтобы изучить, как вирусы взаимодействуют со своими хозяевами и как эти процессы приводят к вирулентности и болезням, Александр Плосс, доцент молекулярной биологии, и его коллеги из Принстонского университета адаптировали метод, называемый первичным потоком РНК, который может обнаруживать молекулы РНК внутри отдельные клетки. Они использовали эту технику для отслеживания наличия реплицирующихся вирусных частиц в различных иммунных клетках, циркулирующих в крови инфицированных мышей.
Мыши обычно устойчивы к YFV, но Плосс и его коллеги обнаружили, что даже ослабленный штамм YFV-17D был летальным, если бы фактор транскрипции STAT1, часть пути передачи сигнала противовирусного интерферона, был удален из иммунных клеток мыши. Это открытие предполагает, что передача сигналов интерферона в иммунных клетках защищает мышей от YFV, и что видоспецифические различия в этом пути позволяют вирусу реплицироваться у людей и некоторых других приматов, но не у мышей.Соответственно, YFV-17D был способен эффективно реплицироваться у мышей, чья иммунная система была заменена иммунными клетками человека, способными активировать передачу сигналов интерферона.
Однако, как и люди, иммунизированные аттенуированной вакциной YFV, у этих «гуманизированных» мышей не развивались симптомы болезни при заражении YFV-17D, что позволило Плоссу и его коллегам изучить, как аттенуированный вирус взаимодействует с иммунной системой человека. Используя свой метод потока вирусной РНК, исследователи определили, что вирус может реплицироваться внутри определенных типов иммунных клеток человека, включая В-лимфоциты и естественные клетки-киллеры, в которых вирус ранее не обнаруживался. Исследователи обнаружили, что набор типов клеток человека, на которые воздействует вирус, изменяется в ходе инфекции как в крови, так и в селезенке животных, подчеркивая особую динамику репликации YFV-17D в иммунной системе человека.Следующим шагом, по словам Флориана Дуама, научного сотрудника отделения молекулярной биологии и первого автора исследования, является подтверждение репликации YFV в этих подгруппах иммунных клеток у пациентов, инфицированных YFV, и у реципиентов вакцины YFV-17D. . По словам Дуама, поток вирусной РНК теперь предоставляет средства для проведения таких анализов.
Исследователи также планируют изучить, инфицируют ли вирулентные и ослабленные штаммы вируса желтой лихорадки различные иммунные клетки хозяина. Такой подход может помочь объяснить, почему некоторые люди, инфицированные вирусом, умирают, в то время как у других развиваются только самые легкие симптомы, а также какие изменения в геноме YFV-17D ослабляют способность вируса вызывать заболевание. «Это может помочь в разработке рациональных вакцин против родственных патогенов, таких как вирус Зика и денге», — сказал Плосс.