Мощный антивирусный ответ обонятельных клеток защищает мозг от инфекции

Верхние дыхательные пути активно взаимодействуют с инфекционными агентами и работают как защитный барьер. Если патогены пробрались сквозь них, возможно, им удастся проникнуть в дистальные отделы дыхательных путей или в центральную нервную систему. Исследователи из Университета Дьюка выяснили, что вирус гриппа B заражает клетки дыхательного эпителия (ДЭ) и обонятельного эпителия (ОЭ), причем в случае обонятельного эпителия вирус отдает предпочтение рецепторным клеткам (обонятельные клетки, ОК).

Ученые использовали рекомбинантный вирус гриппа В, содержащий последовательность Cre-рекомбиназы, и генетически модифицированных мышей, несущих репортерную кассету lox-stop-lox-tdTomato. При попадании вируса в клетку Cre-рекомбиназа активирует кассету, что приводит к экспрессии флуоресцентного белка tdTomato. Также для детекции вируса в клетках использовали окрашивание поликлональными антителами. Анализ тканей верхних дыхательных путей мышей проводили через три дня после заражения. Было показано, что вирус инфицирует как ДЭ, так и ОЭ.

Чтобы понять, какие именно клетки ОЭ заражает вирус гриппа B, ученые использовали трансгенных мышей с экспрессией GFP в обонятельных клетках. Выяснилось, что ОК составляют 64% клеток обонятельного эпителия, экспрессирующих tdTomato, то есть столкнувшихся с вирусом. При этом они, по-видимому, эффективно справлялись с защитой: в обонятельной луковице и мозге не наблюдалось следов инфекции.

Секвенирование РНК tdTomato+ обонятельных клеток на третий и четырнадцатый день после инфицирования показало, что к четырнадцатому дню клетки очищаются от вирусной РНК. Кроме того, в ОК были активированы гены, связанные с иммунным ответом, и снижена экспрессия генов, отвечающих за внутриклеточный транспорт — эти изменения на четырнадцатый день были выражены слабее, чем на третий.

Количественная ОТ-ПЦР показала, что в обонятельных клетках экспрессия интерферон-стимулированных генов, в том числе Isg15, Ifit1, Ifit3, Rsad2, Oas1a, PKR, в ответ на инфекцию была выше, чем в клетках ДЭ. Ученые предположили, что при заражении вирусная нагрузка в клетках ОЭ и ДЭ одинакова, однако усиленный антивирусный ответ в обонятельных клетках сокращает продолжительность репликации вируса.

Окрашивание вирусных белков в tdTomato+ клетках показало, что через три дня после заражения в 78,2% инфицированных клеток ОЭ не поддерживается экспрессия вирусных белков, при этом доля зараженных клеток ДЭ, экспрессирующих белки вируса, на третий день оставалась такой же, как и на первый. То есть клетки ОЭ действительно быстрее избавляются от вируса.

Полученные данные дополняют картину иммунного ответа разных типов клеток. Ученые предполагают, что усиленный антивирусный ответ обонятельных клеток необходим для защиты центральной нервной системы от инфекции.