Сигнальный путь mTORC2-Akt-FoxO3a регулирует защиту клеток от вируса герпеса

Группа исследователей из США изучила механизм, который помогает избежать летального исхода и тяжелых последствий для мозга при заражении герпесвирусом человека типа 1 (ГВЧ-1). Важную роль в этом механизме играет комплекс белков mTORC2. Авторы показали, что при отсутствии белка Rictor, необходимого компонента mTORC2, заражение ГВЧ-1 глаза вызывает смерть намного большего количества клеток в роговице и нервных тканях. Выживание же клеток при ГВЧ-1 опосредуется комплексом mTORC2 через инактивацию проапоптотического транскрипционного фактора FoxO3a. mTORC2 фосфорилирует и активирует киназу Akt, которая, в свою очередь, фосфорилирует FoxO3a. В результате FoxO3a инактивируется и выводится из ядра в цитоплазму.

Ученые отметили повышение транскрипции белка Rictor при инфицировании этим вирусом линии эпителиальных клеток роговицы человека (НСЕ). Далее они планировали исследовать, что происходит при заражении ГВЧ-1 мышей, у которых нет Rictor. Однако отсутствие этого белка во время эмбрионального развития летально, поэтому исследователи использовали линию мышей CreERT2. У этих животных нокаут Rictor можно вызвать во взрослом возрасте с помощью тамоксифена (мышей назвали iRic−/−).

На четвертый день после инфицирования ГВЧ-1 у iRic−/− мышей повреждения роговицы были больше, а количество вирусных транскриптов выше, чем у мышей дикого типа (iRic+/+). Спустя 13 дней 80% iRic−/− мышей умерло, но все iRic+/+ мыши были живы. Учитывая столь серьезную разницу в выживаемости, исследователи решили проверить, произошли ли какие-либо изменения в иммунном ответе у нокаутных мышей.

Цитофлуориметрия тканей роговицы показала большее количество Т-хелперов, цитотоксических Т-клеток, и других иммунных клеток у iRic+/+ мышей по сравнению с iRic−/−. С помощью реакции сывороточной нейтрализации, ученые также измерили ответ B-клеток, который тоже оказался сильнее у iRic+/+ мышей. Эти результаты позволяют предположить, что у мышей iRic−/− нарушен как клеточный, так и гуморальный иммунный ответ. Исследование цитокинового профиля показало, что у iRic−/− мышей в целом наблюдался более слабый цитокиновый ответ. Типы активированных цитокинов также отличались: у iRic+/+ мышей увеличилась экспрессия провоспалительных цитокинов, тогда как у iRic−/− мышей — противовоспалительных.

mTORC2, в состав которого входит Rictor, поддерживает баланс между выживанием клеток и их апоптозом. Для изучения апоптотического ответа у iRic−/− мышей in vitro ученые изолировали эмбриональные фибробласты мышей (ЭФМ). Авторы показали, что в ЭФМ iRic−/− животных наблюдался повышенный уровень клеток на разных стадиях апоптоза. Анализ профиля апоптотических белков выявил, что в iRic+/+ ЭФМ наблюдалась повышенная экспрессия антиапоптотического белка MCL-1, тогда как в iRic−/− ЭФМ — проапоптотических TNFR1, HSP27 и HIF.

Далее исследователи более точно изучили механизм смерти клеток. Вестерн-блоттинг инфицированных клеток показал, что после фосфорилирования АКТ почти сразу происходило фосфорилирование FoxO3a. То же самое наблюдалось и в линии нервных клеток LUHMES, что позволило выделить mTORC2-Akt-FoxO3a как консервативный путь ответа во время заражения ГВЧ-1. Авторы подтвердили, что потеря Rictor не дает mTORC2 активировать АКТ, что позволяет FoxO3a запустить апоптоз.

Так как потеря Rictor выражается в увеличении смерти клеток при вирусной инфекции, то исследователи предположили, что ингибитор апоптоза может помочь предотвратить летальность от ГВЧ-1 у iRic−/− мышей. Используя панкаспазный ингибитор Z-VAD-FMK, им удалось повысить выживаемость iRic−/− мышей на 15-й день после инфицирования с 20% до 60%.

В совокупности полученные результаты показывают, что mTORC2 участвует в усилении защиты организма против вируса простого герпеса. Авторы полагают, что их результаты позволят предложить новые варианты лечения вирусных заболеваний.