Вирус Эбола и вирус Судана: сравнение для информирования исследований и разработки вакцин.

В последние годы вирусы высокопатогенного птичьего гриппа подтипа H5 (HPAIV), особенно клада 2.3.4.4b, представляют собой глобальную угрозу для птицеводства, скота и общественного здоровья. Анализ вирусов подтипа H5 с 2000 по 2023 годы с использованием биоинформатики выявил прогрессивное увеличение мутации PA-X N193S, которая стала преобладающей как в авиатических, так и в млекопитающих изолятах клада 2.3.4.4b. С применением обратной генетики мы создали вирусы с PA-X 193N (rWT) и 193S (rWT-N193S). Мутация PA-X N193S значительно ингибировала активность вирусной полимеразы, одновременно усиливая shutoff хозяина. В то же время, rWT-N193S показал ослабленную репликацию в клетках птиц и млекопитающих, снижённую патогенность у мышей и подавление цитокиновых штормов. Однако он усиливал захват дендритными клетками (DCs), нарушая их созревание, активацию, секрецию цитокинов и пролиферацию CD4T-лимфоцитов. В экспериментах на носовой слизистой мышей мутация PA-X N193S снизила экспрессию CCL5, изменила набор DC и подавила сигналы IL-17/MAPK. Эти данные выявляют вирусный компромисс: мутация ослабляет эпителиальную репликацию и иммунопатологию, но усиливает захват DC и отключает функции слизистого иммунитета, что, вероятно, способствовало глобальному преобладанию мутации PA-X N193S в эпидемических вирусах подтипа H5.

Вирусы птичьего гриппа A (H9N2) широко распространены среди домашней птицы и периодически инфицируют млекопитающих, передавая гены другим возникшим штаммам. Факторы, позволяющие этим вирусам выдерживать более высокие температуры, недостаточно изучены. В данном исследовании мы использовали отбор по высокой температуре и глубокое мутационное сканирование насыщенной библиотеки мутантов гемагглютинина (HA) H9N2. Мы идентифицировали три мутации HA: S84F, G167N и D168N, которые увеличивают термостабильность вируса. Вирусы с этими мутациями лучше выживали при повышенных температурах. В экспериментах по передаче между курами мутация S84F позволила проводить распространение через воду при температуре, блокировавшей передачу диким вирусом. Сочетание всех трех мутаций было связано с признаками передачи по воздуху в одном из двух экспериментальных повторений. Эти результаты связывают термостабильность HA с экологической устойчивостью и потенциалом передачи при тепловом стрессе, что может повлиять на экологию вирусов H9N2.

Высокопатогенный вирус птичьего гриппа A H5N1 недавно расширил свой спектр млекопитающих; в 2024 году в молочных коровах США появился генотип B3.13 с выраженной тро́пностью к молочной железе. В прошлом иммунология вируса гриппа A в основном изучалась на моделях респираторных инфекций, тогда как данное исследование описывает иммунные реакции после интра-молочной инфекции. После интра-молочной атаки H5N1 на коров породы Джерси в ранний период доения была проведена интегрированная характеристика дозо- и компартмент-специфических (альвеолы против соскового резервуара) профилей цитокинов и хемокинов в сочетании с динамикой переферических лейкоцитов и ответом антител против H5 или N1. Результаты показывают, что индуцированные инфекцией, ограниченные по четверти, монофазные воспалительные сети достигают максимума на 3-7 день после инфекции, сопровождаясь координированным расширением миелоидов в периферии и активацией лимфоцитов, способных к продукции IFN-γ, а также ростом титров антител в четвертях.

Инфекция вирусом энцефаломиокардита (EMCV) вызывает вирусный энцефалит; однако механизмы, лежащие в основе разрушения гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), остаются плохо понятными. Здесь мы демонстрируем, что EMCV активно реплицируется в мозговой ткани мышей, вызывает сильное нейровоспаление, характеризующееся повышенными уровнями провоспалительных цитокинов и хемокинов, и значительно увеличивает проницаемость ГЭБ, что подтверждается экстравазацией синим красителем Эванса и натриевым флуоресцеином. Важно отметить, что белки плотных соединений (TJ) ZO-1 и Оклюдин выбираются для деградации на посттранскрипционном уровне, в то время как экспрессия Клаудина-5 остается стабильной. Соответственно, in vitro модели ГЭБ подтвердили проход EMCV, снижение электрического сопротивления через эндотелий и разрушение TJ. Механистически EMCV вызывает бифазную модуляцию PI3K/AKT и специфически подавляет AKT3. Примечательно, что снижение уровня AKT3 усугубляет как аутофагию, так и апоптоз, тем самым ускоряя деградацию ZO-1 и Оклюдина, способствуя репликации вируса. Кроме того, фармакологическая ингаляция аутофагии (хлорохин) или апоптоза (Z-VAD-FMK) эффективно спасает белки TJ и снижает вирусную нагрузку. Интересно, что ингибитор каспазы-8 Z-IETD-FMK обеспечивает наибольшую защиту, что указывает на экстраинтизионный путь апоптоза как доминирующий. В совокупности, EMCV последовательно активирует нерепродуктивные аутофагические и апоптотические пути, зависящие от AKT3, для деградации белков TJ, что в конечном итоге позволяет вирусу проходить через нарушенный ГЭБ и предоставляет терапевтические мишени для вирусного энцефалита.

Хеликаза NSP13 коронавируса является ключевым элементом, необходимым для вирусной репликации и транскрипции, и представляет собой многообещающую мишень для противовирусных препаратов широкого спектра действия благодаря высокой последовательной консервации и структурной гомологии. В этом обзоре мы подводим итоги особенностей последовательности NSP13, структурной организации и функциональной активности семи коронавирусов, которые infect людей. Мы выделяем ключевые ферментативные свойства, включая разматывание дуплексной РНК/ДНК и гидролиз NTP, и описываем, как NSP13 взаимодействует с другими неструктурными белками для управления процессами репликации и транскрипции. Кроме канонических функций хеликаз, мы обсуждаем геномное распределение элементов G-квадруплекса (G4) в коронавирусах и потенциальные функциональные связи между структурами G4 и NSP13 в регуляции вирусного жизненного цикла. В заключение, мы подчеркиваем недавние достижения в разработке ингибиторов, нацеленных на NSP13, и рассматриваем их потенциальное применение против COVID-19 и других новых коронавирусов, предоставляя обоснование для разработки противовирусных препаратов широкого спектра действия.

Вирус Джеймстаун-Каньон (JCV) — это ортобунавирус, передаваемый комарами, с необычно широким спектром хозяев и переносчиков. Несмотря на увеличение случаев передачи вируса от комаров к человеку, вирусные детерминанты, определяющие адаптацию к хозяину, остаются плохо определёнными. Мы исследовали изменения в репликации JCV во время серийного переноса в клетках комаров и пытались связать адаптивные изменения вирусной жизнеспособности с конкретными генетическими мутациями. В клетках C6/36, полученных от комаров, JCV проявил характерный фенотип «задержки-всплеска», при котором репликация вируса оставалась практически неуловимой в течение 10 дней, прежде чем резко увеличиться. Удивительно, что после реинфекции свежих клеток C6/36, JCV, перенесённый один раз в клетках комаров, проявил немедленную и стабильную репликацию без заметной фазы задержки. Секвенирование до и после переноса выявило множество мутаций в сегменте M, связанных с повышенной репликацией. С использованием системы обратной генетики, основанной на плазмидах, индивидуальные мутации были внедрены в рекомбинантный JCV и оценены по их влиянию на репликацию в клетках комаров. Все протестированные мутации независимо улучшали эффективность репликации, что демонстрирует, что адаптация может происходить через несколько независимых генетических путей. Однако ни одна отдельная мутация полностью не воспроизводила фенотип, приобретённый естественным образом через перенос в клетках комаров. В совокупности, эти результаты показывают, что JCV быстро адаптируется к клеткам комаров при минимальном селективном давлении и подчеркивают потенциал появления всё более адаптированных вирусных вариантов.