Противовирусные препараты, подавляющие репликацию, способны выборочно воздействовать на самые опасные вирусы, – таковы результаты исследования, выполненного с использованием новой высокопроизводительной системы, позволяющей одновременно наблюдать за большим количеством одиночных инфицированных клеток.
Группа исследователей из Государственного университета Пенсильвании, Университета Дьюка (Северная Каролина) и Техасского университета под руководством Крэйга Камерона (Craig Cameron) задалась целью выявить особенности действия противовирусных препаратов на отдельную инфицированную клетку. До этого подобные исследования проводились на популяции зараженных клеток. Но авторы считают, что каждая клетка и каждый вирус индивидуальны, а результаты исследований на целой популяции являются усредненными и недостаточно точными.
Поэтому возникла необходимость в создании инструмента, позволяющего учитывать особенности каждой отдельно взятой клетки, а также изучить механизм воздействия препаратов на конкретный вирус.
Структура микрожидкостного чипа, позволяющего исследовать поведение вируса в отдельно взятой клетке. Источник: Penn State.
Был выведен модифицированный полиовирус, который производит флюоресцирующий зеленым цветом белок. Чем интенсивнее вирус делится внутри клетки, тем больше этого белка вырабатывается. Для одновременного изучения такого количества инфицированных клеток, которого было бы достаточно для получения достоверных данных, был создан микрожидкостный чип, позволивший наблюдать до 6 400 клеток одномоментно.
Изучение отдельной клетки, зараженной вирусом. Модифицированный вирус вырабатывает белок зеленого цвета, с ростом количества вируса внутри клетки увеличивается количество этого белка. Таким образом легко отследить репликацию вируса внутри клетки. Источник: Penn State.
Инфицированные полиовирусом клетки были обработаны 2’-C-метиладенозином – ингибитором вирусной полимеразы, который тормозит размножение в нутрии клетки. Это вещество входит в основу препарата софосбувира. Он используется в комбинации с другими препаратами для лечения гепатита С. Как было доказано в предыдущих исследованиях, софосбувир уничтожал около 50% вируса. Но исследователей удивило то, что он обладал избирательным действием на наиболее опасные вирусы – те, которые размножались внутри инфицированной клети наиболее быстро.
Исследователи также отследили поведение вируса внутри клетки: время начала репликации, скорость репликации, максимальный уровень роста вируса. Используя индивидуальный подход, они смогли показать, на какой из этапов жизни вируса можно повлиять для эффективной борьбы с ним.
С помощью нового микрожидкостного чипа можно будет идентифицировать конкретные факторы, которые варьируют в разных клетках и вирусах и влияют на результат лечения, а также выработать новые более эффективные противовирусные препараты.
Статья Feng Guo et al. Single-Cell Virology: On-Chip Investigation of Viral Infection Dynamicsопубликована в журнале Cell Reports.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Penn State Science: Survival of the least-fit: antiviral drug selectively targets the nastiest viruses.
