Вирус гриппа А летучих мышей проникает в клетки человека через MHC-II

Гемагглютинин вируса гриппа — поверхностный гликопротеин, который отвечает за присоединение вируса к мембране клетки. Известно почти два десятка вариантов (подтипов) гемагглютинина; номера подтипов гемагглютинина (H) и нейраминидазы (N) определяют серотипы вируса гриппа А. Для прикрепления и последующего инфицирования гемагглютинины связываются с сиалированными гликанами на поверхности клетки-хозяина. Исследование, результаты которого опубликованы в PLoS Biology, посвящено гемагглютинину вируса гриппа А летучих мышей H18N11.

Летучие мыши являются резервуаром многих вирусных патогенов. Считалось, что все штаммы гриппа А произошли от водоплавающих птиц, однако недавно у летучих мышей были обнаружены штаммы, принадлежащие к серотипам H17N10 и H18N11. В отличие от гемагглютининов 1-16, Н17 и Н18 не взаимодействуют с остатками сиаловой кислоты, а используют для проникновения в клетку молекулы главного комплекса гистосовместимости второго класса (MHC-II). Однако до сих пор взаимодействие между H18 и MHC-II не было детально изучено.

Трансмембранные белки MHC-II (у человека они называются HLA-II) необходимы для адаптивных иммунных реакций у позвоночных; на них презентируются внеклеточные антигенные пептиды, распознаваемые иммунными клетками. Белок HLA-II — это гетеродимер из альфа- и бета-цепей, которые образуют пептид-связывающую бороздку. Молекулы HLA-II формируют свою третичную структуру в эндоплазматическом ретикулуме и транспортируются в эндосомальные компартменты, где на них и «загружаются» пептиды. Загрузку облегчает молекула-шаперон HLA-DM, которая похожа на классический HLA-II (например, HLA-DR), но не имеет пептид-связывающей бороздки и локализована внутри клетки, а не на мембране. Авторы исследования создали химерные молекулы из HLA-DR и HLA-DM, чтобы определить, какие участки белка ответственны за связывание с гемагглютинином.

Клетки эмбриональной почки человека (HEK293T) трансфицировали плазмидами, кодирующими альфа- и бета цепи HLA-DR, HLA-DM или химерные цепи, содержащие домены того и другого белка. Экспрессию белков на поверхности клеток детектировали с помощью проточной цитометрии. А чтобы оценить потенциальную чувствительность клеток к инфекции вирусом H18N11, их инфицировали вирусом везикулярного стоматита, в котором поверхностный гликопротеин заменили на H18.

Вирус проникал только в клетки, экспрессирующие HLA-DR, но не HLA-DM. Также было установлено, что домен β2 бета-цепи белка HLA-DR необязателен для проникновения вируса, в отличие от доменов α1, α2 и β1 — когда их заменяли на домены HLA-DM, это предотвращало инфекцию.

Роль каждого домена HLA-DR в связывании с H18 оценили с помощью анализа in silico. Молекулярный докинг показал, что в связывании участвуют 30-39 остатков HLA-DR, при этом 66,7–73,3% всей площади связывания приходится на α2, то есть этот домен — главный участник взаимодействия с вирусным белком. Домены α1 и β1 по площади взаимодействия заняли второе и третье место соответственно.

Кроме того, мутационный анализ позволил установить ряд консервативных аминокислот, играющих ключевую роль в образовании комплекса H18:HLA-DR. Интересно, что отдельные замены аминокислот предотвращали вирусную инфекцию, но не влияли на способность HLA-DR к презентации антигенов и активации Т-клеток.

Альфа- и бета-цепи MHC-II консервативны у всех видов млекопитающих, за исключением различий, которые сосредоточены главным образом в домене β1. Тем не менее к настоящему времени нет доказательств естественного распространения вирусов гриппа А H17/18 и N10/11 среди видов, не относящихся к летучим мышам. Вероятно, существуют дополнительные молекулярные и/или экологические преграды, которые препятствуют межвидовому распространению вируса, заключают авторы.

Гипотезу о «птичьем» происхождении вируса гриппа 1918 года подтверждает секвенирование образцов из Европы