ГАМБАРЯН АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА

Рецепторная специфичность вирусов гриппа разных хозяев

03.00.06 – вирусология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2007 г.

Работа выполнена в ГУ Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П.Чумакова.

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор,

Альтштейн Анатолий Давидович

Доктор биологических наук,

Народицкий Борис Савельевич

Доктор биологических наук, с.н.с.

Новиков Борис Валентинович.

Ведущая организация:

ГУ Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН

Защита состоится 21 декабря 2007г. в 1000 на заседании диссертационного совета Д 001.026.01 при Институте полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П.Чумакова РАМН (142782, Московская обл., Ленинский р-н, п/о Институт полиомиелита).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П.Чумакова РАМН.

Автореферат разослан ________ноября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук О.А.Медведкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Природным резервуаром вирусов гриппа (ВГ) являются дикие утки, у которых ВГ вызывают бессимптомную инфекцию в нижнем отделе кишечника. Эпизодически вирусы уток могут инфицировать других хозяев и иногда дают начало новым эволюционным ветвям ВГ. Важнейшим элементом адаптации вируса к новому хозяину является настройка на новые рецепторные детерминанты в новом хозяине и, возможно, на новых клетках мишенях. Инфицирование вирусом гриппа начинается с прикрепления вириона к сиалосодержащим рецепторам на поверхности клетки. Вирусы адаптированы к рецепторам на клетках мишенях своего хозяина, следовательно, вирусы разных хозяев могут иметь разную рецепторную специфичность.

В работе была поставлена задача углубления существующих представлений о зависимости рецепторной специфичности вирусов гриппа от хозяйской принадлежности. Для оценки потенциальной опасности вирусов гриппа птиц с точки зрения возможности их перехода к человеку сравнивались вирусы гриппа разных хозяев: птиц, человека и домашних животных.

Актуальность проблемы

Проблемы, связанные со сменой хозяев вирусами гриппа в настоящее время особенно актуальны учитывая риск возникновения нового пандемического варианта из высокопатогенного птичьего вируса гриппа.

Во всем мире очень интенсивно ведется изучение птичьих вирусов гриппа и разработка вакцин против них. Реальная угроза новой пандемии вывела проблему на государственный уровень.

Во многих лабораториях проводятся испытания эффективности известных лекарственных препаратов. Большую проблему составляет появление штаммов вируса, устойчивых к классическим антивирусным препаратам – ремантадину и амантадину. Широко исследуется и применяется новые препараты, действующие как ингибиторы нейраминидазы. Однако появляются штаммы устойчивые и к этим препаратам. Поэтому идет интенсивная разработка новых препаратов, в том числе – ингибиторов связывания вируса с клеткой.

Параллельно ведутся фундаментальные исследования птичьих вирусов гриппа, для лучшего понимания механизма возникновения пандемических вариантов.

Цели и задачи исследования

1) Выяснение детальной молекулярной структуры рецепторов вирусов гриппа.

2) Сравнение рецепторной специфичности вирусов гриппа разных хозяев, с целью выявления круга вирусов с наибольшим потенциалом перехода к людям.

3) Изучение состава сиалосахаров – рецепторов вируса гриппа на клетках мишенях разных хозяев.

Научная новизна

Впервые показано, что рецепторная специфичность вирусов гриппа разных птиц различна.

Для изучения различий в рецепторной специфичности мы использовали панель синтетических сиалогликополимеров на основе полиакриламида с терминальным Neu5Ac?2-3/6Gal фрагментом, синтезированных нашими коллегами из лаборатории химии углеводов Института биоорганической химии.

Показали, что H5N1 вирусы кур, (включая выделенные от людей штаммы) обладают исключительно высоким сродством к Neu5Ac?2-3Gal(1-4(6-HSO3)GlcNAc( (6-Su-3`SLN) группировке. Связывание вирусов кур и млекопитающих с клетками трахеи зеленой мартышки ослабевает, после обработки последней глюкозамин-6-сульфатазой, что указывает на наличие 6- Su-3`SLN групп на соответствующем субстрате. Высказано предположение, что наличие таких группировок на клетках дыхательного эпителия человека способствует заражению людей H5N1 вирусами.

Показано, что один из человеческих изолятов H5N1 вирусов, распознает человеческий рецептор. Это лишний раз напоминает о риске возникновения пандемического варианта этих вирусов.

Показано, что адаптация исходных вирусов гриппа самых разных эволюционных линий к курам приводит к изменению рецепторной специфичности вируса. Вирусы перенацеливаются на рецепторы с лактозаминовым кором (Таким же как у человеческого рецептора -6` сиалилактозамина). У H5N1, H9N2 и H7N7 вирусов повышено сродство к сульфатированному рецептору с лактозаминовым кором. Многие из этих вирусов приобретают также частичное сродство к человеческому рецептору.

Впервые показано, что эволюция вирусов гриппа в свиньях идет в том же направлении с теми же самыми аминокислотными заменами, что и эволюция вирусов в людях. Вирусы гриппа, лишь недавно перешедшие от птиц к свиньям (так называемые avian-like), адаптированы к таким же рецепторам, что и куриные вирусы. Однако вирусы специализированной «свиной» линии – H1N1 адаптированы строго к 6` сиалилактозамину, так же как и человеческие вирусы. Высказана гипотеза, что адаптация к 6` сиалилактозамину у вирусов гриппа свиней, также как и у человеческих вирусов, обеспечивает более эффективный механизм воздушно-капельной передачи вируса.

Впервые в мире изучали способность вирусов гриппа разных хозяев связываться с клетками кишечного эпителия птиц, принадлежащих к отрядам Anseriformes (Утиные), Galliformes (Куриные), Charadriiformes (Кулики и чайки), Ciconiiformes (Аистообразные), Podicipediformes (Поганкообразные) и Gruiformes (Журавлеобразные). Состав сиалосодержащих рецепторов на этих же клетках изучали с помощью лектинов.