Viry už dlouho poutají pozornost vědců svou schopností vyvolávat nemoci. Enteroviry z čeledi Picornaviridae jsou známé tím, že způsobují vše od běžného nachlazení až po dětskou obrnu či encefalitidu. Nová studie vědců z CEITEC Masarykovy univerzity pod vedením Pavla Plevky však odhalila nečekané zjištění: tyto viry využívají ke vstupu do buněk přirozené procesy, díky čemuž nemusí zdlouhavě „útočit“ na buněčné membrány.
Enteroviry vstupují do těla obvykle skrze dýchací cesty nebo trávicí trakt. Jakmile dosáhnou cíle, připojí se pomocí receptorů (speciálních proteinů v buněčné membráně) na povrch buněk. Tyto receptory pak vydají signál, který buňku přesvědčí, aby virus zabalila do váčku zvaného endosom a vtáhla ho dovnitř. Tento proces, označovaný jako endocytóza, je běžně využíván buňkami ke vstřebávání živin, ale v tomto případě slouží virům.
Uvnitř buňky endosom praskne a virus se uvolní do cytoplazmy. Jedná se tedy o přirozený buněčný proces, nikoli aktivní roli viru. Vědci zjistili, že na rozdíl od dřívějších teorií si enteroviry samy nevytvářejí otvory v membránách, ale využívají přirozené mechanismy buněk. Jakmile se dostanou do cytoplazmy, mohou začít využívat buněčné zdroje k vlastní replikaci.
Viry proklouznou stejně jako živiny
Tento objev byl umožněn díky kryo-elektronové mikroskopii, která vědcům dovoluje sledovat struktury na úrovni molekul. Vědecký tým viděl téměř v přímém přenosu, jak enteroviry prolomily membrány endosomů a uvolnily svůj genetický materiál. „Bylo fascinující sledovat, jak viry dokážou zcela pasivně využít mechanismus hostitelské buňky,“ uvedla spoluautorka studie Aygul Ishemgulova.
Objev otevírá cestu pro vývoj nových antivirotik. Dosavadní teorie, podle kterých viry aktivně „prořezávají“ membrány, vedla k hledání léků cílících na tyto domnělé mechanismy. Nyní je zřejmé, že vhodnější strategií bude zaměřit se na další kroky infekce, například na blokování uvolnění virového genomu uvnitř buňky.
Tento mechanismus není zajímavý jen z pohledu virologie. Ukazuje, jak málo toho zatím víme o přirozených procesech buněk. Praskání membrán endosomů je běžné i u zdravých buněk, například při vstřebávání živin. Viry si tak pouze přizpůsobily tento proces svým potřebám.
Není to jen studie o virech
„Naše studie není jen o virech,“ poznamenala vědkyně Liya Mukhamedova. Tento mechanismus byl pozorován i u jiných částic, například u lipoproteinů, což ukazuje na širší význam objevu pro biologické procesy. „Pochopení procesů, které se odehrávají v buňkách, může přispět k vývoji léků nejen proti infekcím, ale i dalším nemocem, kde hraje roli buněčná membrána, například při rakovině.“
Tato studie potvrzuje význam základního výzkumu, který přináší neočekávané poznatky. Objev vědců z Brna odhalil nejen nové detaily o enterovirech, ale také inspiroval k hlubšímu zkoumání buněčných mechanismů. Kdo ví, jaká další tajemství nám buňky ještě odhalí?
Výsledky vědeckého bádání, které bylo podpořeno Národním institutem virologie a bakteriologie, byly publikovány 8. listopadu v renomovaném odborném časopise Communications Biology. Toto periodikum se zaměřuje na publikaci vědeckých článků v biologických vědách. Jeho přísný recenzní proces zajišťuje, že publikované články jsou nejen technicky správné, ale také přínosné pro vědeckou komunitu.
Zdroje: nature.com, ceitec.cz, irozhlas.cz.