การศึกษาระบุว่าฮันตาไวรัสติดเชื้อในเซลล์ปอดได้อย่างไร

Hantaviruses ทำให้เกิดการติดเชื้อทางเดินหายใจที่รุนแรงและบางครั้งอาจถึงแก่ชีวิตได้, แต่วิธีที่พวกมันแพร่เชื้อไปยังเซลล์ปอดนั้นยังคงเป็นปริศนา. ในฉบับวันนี้ของ ธรรมชาติ, ทีมงานนานาชาติซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากวิทยาลัยแพทยศาสตร์ Albert Einstein รายงานว่าฮันตาไวรัสสามารถเข้าสู่เซลล์ปอดได้ “การปลดล็อค” ตัวรับผิวเซลล์ที่เรียกว่า protocadherin-1 (PCDH1). การลบตัวรับนี้ทำให้สัตว์ทดลองมีความทนทานต่อการติดเชื้อสูง. ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการกำหนดเป้าหมาย PCDH1 อาจเป็นกลยุทธ์ที่มีประโยชน์ต่อโรคปอดฮันตาไวรัสที่ร้ายแรง (HPS).

การศึกษานี้นำโดย Kartik Chandran, ดุษฎีบัณฑิต. ธิน ร. ทะเลาะวิวาท, ปริญญาเอก, ที่สถาบันมะเร็งเนเธอร์แลนด์; จอห์น เอ็ม. ย้อม, ปริญญาเอก, ที่สหรัฐอเมริกา. สถาบันวิจัยการแพทย์กองทัพบก (USAMRIID); และจงเต๋อหวาง, ปริญญาเอก, ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐยูทาห์.

ภัยคุกคามที่กำลังอุบัติขึ้น

HPS ถูกระบุครั้งแรกใน 1993. ผลรวมของ 728 จนถึงขณะนี้มีรายงานกรณีในสหรัฐอเมริกาแล้ว, ส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ชนบทของรัฐทางตะวันตก. “ในขณะที่การติดเชื้อฮันตาไวรัสนั้นพบได้น้อย, คาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าเนื่องจากอุณหภูมิทั่วโลกสูงขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ. และเราไม่ได้เตรียมพร้อมสำหรับความเป็นไปได้นี้เลย,” ดร. กล่าว. จันดราน, ศาสตราจารย์วิชาจุลชีววิทยา & วิทยาภูมิคุ้มกันและนักวิชาการคณะแฮโรลด์และมิวเรียลบล็อกด้านไวรัสวิทยาที่ไอน์สไตน์.

Hantavirus ถูกส่งไปยังมนุษย์ที่สูดดมไวรัสทางปัสสาวะ, อุจจาระ, หรือน้ำลายของสัตว์ฟันแทะที่ติดเชื้อ. อาการ HPS ในระยะเริ่มแรก ได้แก่ ความเหนื่อยล้า, มีไข้และปวดเมื่อยตามกล้ามเนื้อ, ตามมาหลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งสัปดาห์ด้วยการไอและหายใจถี่. HPS มีอัตราการเสียชีวิตประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์, ตามที่ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค. ไม่มีการรักษาหรือวัคซีนที่มีอยู่. “การค้นพบของเราให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ว่าการติดเชื้อเหล่านี้พัฒนาไปอย่างไร และจะป้องกันหรือรักษาได้อย่างไร,” เพิ่มดร. จันดราน.

การตรวจจับจุดเข้าของไวรัส

ในการค้นหาปัจจัยโฮสต์ที่ทำให้เกิดไวรัสฮันตา การติดเชื้อ, นักวิจัยได้ดำเนินการ “การสูญเสียฟังก์ชัน” การตรวจคัดกรองทางพันธุกรรมเพื่อดูว่าการตัดยีนของเซลล์บางยีนออกไปสามารถปิดกั้นการเข้าสู่ฮันตาไวรัสได้หรือไม่. หน้าจอเน้นยีน PCDH1, ซึ่งเป็นรหัสของตัวรับโปรตีน PCDH1 ที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์. โดดเด่น, PCDH1 ก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบทางเดินหายใจของมนุษย์และโรคปอด แต่ไม่ทราบว่ามีบทบาทในการติดเชื้อจากไวรัสฮันตาหรือไวรัสอื่น ๆ.

เพื่อยืนยันว่า PCDH1 มีบทบาทในการติดเชื้อฮันตาไวรัส, นักวิจัยได้ลบมันออกจากเซลล์บุผนังหลอดเลือดในปอดของมนุษย์ (เช่น., เซลล์ที่เรียงตัวอยู่ในปอด). เซลล์เหล่านี้มีความต้านทานสูงต่อการติดเชื้อจากไวรัสฮันตาไวรัสที่ทำให้เกิด HPS สองตัวที่พบในอเมริกาเหนือและใต้: ไวรัสนิรนามและไวรัสแอนดีส. ที่สำคัญ, แฮมสเตอร์สีทองซีเรีย (แบบจำลองสัตว์ฟันแทะหลักสำหรับการศึกษาไวรัสฮันตา) ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ขาดตัวรับ PCDH1 ส่วนใหญ่มีความทนทานต่อการติดเชื้อและการบาดเจ็บของปอดที่เกิดจากไวรัส Andes. ในทางตรงกันข้าม, สัตว์ควบคุมส่วนใหญ่, ซึ่งมีตัวรับอยู่, ยอมจำนนต่อไวรัส. “การค้นพบของเราสร้างบทบาทสำคัญของ PCDH1 ในการติดเชื้อในปอดที่เกิดจากไวรัสฮันตาในสัตว์ทดลองที่รวบรวมคุณสมบัติที่สำคัญของ HPS,” ผู้เขียนร่วมอาวุโส ดร. ย้อม, หัวหน้าฝ่ายวิทยาภูมิคุ้มกันไวรัสที่ USAMRIID.

นักวิจัยยังได้ชี้ให้เห็นถึงส่วนเฉพาะของโปรตีน PCDH1 ที่ไวรัสฮันตารู้จักโดยตรง, ทำให้ภูมิภาคโปรตีนนี้เป็นเป้าหมายที่มีแนวโน้มในการพัฒนายา. อย่างแท้จริง, ทีมสร้างขึ้น โมโนโคลนอลแอนติบอดี ที่มีความสัมพันธ์สูงกับบริเวณนี้ของ PCDH1 ที่สามารถจับกับเซลล์บุผนังหลอดเลือดในปอดและป้องกันการติดเชื้อจากไวรัส Andes และ Sin Nombre. การศึกษาที่กำลังดำเนินอยู่กำลังประเมินแอนติบอดีเหล่านี้ต่อการติดเชื้อฮันตาไวรัสและโรคในสัตว์.

น่าสนใจ, ฮันตาไวรัสกลุ่มต่าง ๆ ที่ก่อให้เกิดโรคไตอย่างรุนแรงในยุโรปและเอเชีย และบางครั้งในสหรัฐอเมริกา. ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวรับ PCDH1 ในการติดเชื้อ. “ไวรัสเหล่านี้มีวิธีบุกรุกแบบอื่น เซลล์ ที่ยังคงถูกค้นพบ,” โรหิต จังรา กล่าว, ปริญญาเอก, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการวิจัยที่ Einstein และเป็นผู้เขียนร่วมคนแรกของการศึกษาวิจัยนี้.

แหล่งที่มา: Medicalxpress.com