Паралич и слабость конечностей при инфекции вирусом Зика вызывает неспецифическая активация Т-клеток

Различные инфекции, вызываемые, например, вирусом Зика или Эпштейна — Барр, сопровождаются неврологическими осложнениями и в некоторых случаях могут приводить к параличу, синдрому Гийена — Барре или к рассеянному склерозу. Механизм развития неврологической симптоматики до сих пор неизвестен. Высказывались предположения, что высокая вирусная нагрузка может вызывать гибель клеток, в том числе нейронов. В то же время роль иммунной системы в развитии неврологических заболеваний при вирусной инфекции оставалась неизученной.

Авторы публикации в Nature Communications изучили механизмы развития неврологических осложнений при инфекции вирусом Зика. Они смоделировали лихорадку Зика на мышах с нокаутом гена Ifnar, который кодирует рецептор к интерферону. Такие мыши более чувствительны к заражению. Позднее исследователи повторили эксперименты на C57BL/C6 мышах, которым вводили IFNAR, и подтвердили полученные результаты.

Через три дня после заражения у мышей регистрировали высокие титры вируса в сыворотке крови, а через семь — в мозге. При этом через 7–8 дней после заражения в мозг также начали проникать иммунные клетки, а клетки мозга стали отмирать. У некоторых мышей развились серьезные неврологические осложнения: слабость в конечностях или паралич.

Далее ученые провели эксперимент, в котором мышам на первые-вторые сутки после заражения внутрибрюшинно вводили IL-12 и IL-18 — провоспалительные цитокины, активирующие NK- и Т-клетки. В результате снизился титр вирусных частиц в сыворотке крови, повысилась концентрация интерферона I, вырабатываемого NK-клетками, но в то же время нейроны стали погибать еще более активно, а неврологические симптомы ухудшились. Так исследователи доказали, что причиной развития этих симптомов является не вирусная нагрузка.

С помощью цитофлуориметрии ученые выяснили, что в мозг мышей при лихорадке Зика после введения IL-12 и IL-18 проникали в основном не NK-клетки, а CD8+ Т-клетки. Ранее уже высказывались гипотезы о том, что провоспалительные цитокины могут приводить к неспецифической активации (bystander activation) Т-клеток, которая происходит не через TCR. У таких Т-клеток должна быть повышена экспрессия рецептора NK-клеток NKG2D, и свои цитотоксические функции они выполняют через него. Лиганды NKG2D обычно представлены на клетках, которые находятся в состоянии стресса — на раковых или зараженных клетках. Однако также они могут находиться на клетках эпителия и эндотелия.

Действительно, при лихорадке Зика в мозге мышей появлялись NKG2D+ CD8+ Т-клетки, неспецифичные к эпитопам вируса Зика. Чтобы подтвердить их роль в поражении мозга при вирусной инфекции, исследователи вводили мышам анти-CD8 и анти-NKG2D антитела. По сравнению с контрольными животными, которым вместо антител вводили фосфатно-солевой буфер, у таких мышей после заражения не развивался паралич, а гибель нейронов значительно сокращалась, хотя вирусная нагрузка в обеих группах была сравнима.

Чтобы доказать, что NKG2D+ CD8+ Т-клетки проявляют цитотоксические свойства вне зависимости от антигена, ученые разработали тест на неспецифическую цитотоксичность таких клеток. Для этого они использовали клеточную линию мышиной лимфомы Yac-1, которую часто применяют для оценки активности NK-клеток. На таких клетках экспрессируются лиганды NKG2D, но они устойчивы к действию Т-клеток. CD8+ Т-клетки, изолированные из селезенок зараженных мышей, эффективно убивали клетки Yac-1 по сравнению с такими же клетками, полученными от контрольных животных. Те же результаты показал тест с клетками из мозга зараженных мышей. Это доказало, что NKG2D+ CD8+ Т-клетки проявляют неспецифическую цитотоксическую активность.

Исследователи предположили, что описанный им механизм неврологических повреждений вследствие неспецифической активации NKG2D+ CD8+ Т-клеток может быть характерен и для других вирусных заболеваний. Например, вирус Эпштейна — Барр может приводить к развитию рассеянного склероза, а в мозге пациентов с таким диагнозом находили CD8+ Т-клетки, хотя их роль оставалась неизвестной. При этом некоторые исследования также сообщали о присутствии лигандов NKG2D в мозге пациентов с рассеянным склерозом или мышиных моделей этого заболевания. Кроме того, неврологические осложнения есть и при COVID-19, как и инфильтрация CD8+ Т-клеток в мозг. Дальнейшие исследования покажут, действительно ли популяция NKG2D+ CD8+ Т-клеток и их неспецифическая активация ответственны за неврологические осложнения при вирусной инфекции.

Вирус Зика уничтожает клетки нейробластомы