Российская научная команда из Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" (НИУ ВШЭ) совершила значимый шаг в борьбе с распространёнными и опасными коронавирусами человека. Руководители исследования, Степан Нерсисян и Александр Тоневицкий, вместе с коллегами выявили семейства молекул микроРНК, обладающих способностью замедлять или даже блокировать размножение human коронавирусов, включая SARS-CoV-2.
Коронавирусы человека: диапазон и угрозы
В настоящее время инфекционные болезни, вызванные коронавирусами, представляют собой одну из важнейших проблем медицины. Существует семь видов коронавирусов, поражающих человека. Четыре из них — HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU1 и HCoV-229E — обычно вызывают легкие респираторные заболевания, такие как обычная простуда. Однако три других коронавируса — MERS-CoV, SARS-CoV и SARS-CoV-2 — характеризуются высокой опасностью и могут приводить к тяжелым осложнениям, включая атипичную пневмонию и полиорганное поражение.
МикроРНК: молекулы нового поколения в борьбе с вирусами
Главным объектом исследования ученых стали микроРНК — короткие молекулы РНК, отвечающие за регулировку экспрессии генов. Оказалось, что четыре конкретных семейства микроРНК человека способны связываться со всеми известными коронавирусами человека. Эти молекулы обнаруживают вирусную РНК внутри инфицированной клетки и запускают механизмы её разрушения, что наносит прямой удар по способности вируса к размножению.
Специалисты из НИУ ВШЭ выявили, что чем интенсивнее микроРНК вступает во взаимодействие с генетическим материалом вируса, тем сильнее подавляется его распространение. Если же контакт ослаблен, вирусу удаётся частично уклоняться от быстрого иммунного ответа, что способствует его выживанию и дальнейшему распространению. Интересно, что некоторые вирусы, напротив, эволюционно накапливают в своём геноме участки связывания с микроРНК, чтобы регулировать свой собственный темп размножения и уходить от мгновенной атаки иммунитета хозяина. Такая стратегия может способствовать эволюционному успеху вируса в популяции.
Открытие микроРНК hsa-miR-21-3p и его значение
Исследование, проведённое на моделях, позволило обнаружить, что инфекции коронавирусами существенно меняют активность определённых микроРНК. Особенно примечательна молекула hsa-miR-21-3p, концентрация которой в лёгких при заражении SARS-CoV увеличивается почти в восемь раз. Именно этим молекулам отводится ключевая роль в борьбе всех известных коронавирусов с организмом.
Неожиданной для учёных стала находка: несмотря на то, что микроРНК способны разрушать вирусную РНК, вирусы не избавляются от участков связывания с ними. Более того, геномы коронавирусов сохраняют эти элементы практически без изменений, несмотря на эволюционные мутации. Такой "союз" может быть выгоден вирусу на ранних стадиях заболевания, позволяя ему ускользнуть от быстрого иммунного ответа.
По словам Степана Нерсисяна, учёные пришли к выводу, что сайты связывания с микроРНК есть у всех коронавирусов и сохраняются в процессе их естественной эволюции. Это может быть одним из факторов, позволяющих патогену выживать и тактически избегать мгновенного уничтожения в организме заразившегося человека.
Будущее исследований и новые перспективы для терапии
Следующий этап работы команды из НИУ ВШЭ — экспериментальное подтверждение полученных теоретических выводов. В частности, им предстоит выяснить, можно ли с помощью современных методов биоинженерии искусственно регулировать количество или активность определённых микроРНК. Если получится вводить или, наоборот, удалять такие молекулы во время заражения, это может дать совершенно новый инструмент для предотвращения и лечения инфекций, вызываемых коронавирусами.
Учёные убеждены: их открытие не только раздвигает границы понимания взаимодействия вирусных и человеческих генетических элементов, но и открывает перспективы разработки инновационных лекарственных средств. В будущем такие препараты на основе микроРНК смогут эффективно блокировать размножение патогенов, помогая миллионам людей по всему миру быстрее справляться с респираторными инфекциями.
Инновации на пути к победе над коронавирусами
Это исследование обозначило значимый путь в развитии биомедицинской науки и создании новых терапевтических подходов. Понимание роли микроРНК в процессе инфекции может стать ключевым фактором в борьбе со старыми и новыми штаммами коронавирусов, делая возможной более быструю, эффективную и безопасную диагностику и лечение.
Прогрессивные открытия российских учёных ещё раз подтверждают: ответственность, креативность и настойчивость в научной работе обязательно приносят результаты, важные для всего человечества.
Источник: scientificrussia.ru
