Вирус Зика, но не денге подавляет созревание дендритных клеток

Вирус Зика (ZIKV) и вирус денге (DENV) относятся к флавивирусам, их антигены обладают значительнй гомологией, они передаются схожим образом и часто встречаются в одних и тех же регионах. В большинстве случаев инфекции ZIKV и DENV вызывают лихорадку, сыпь и головную боль и переносятся относительно легко. Но оба вируса способны стать причиной угрожающих жизни состояний. ZIKV опасен для развития плода при попадании в организм беременной женщины, он может вызывать неврологические симптомы и синдром Гийена — Барре. Тяжелое протекание инфекции DENV характеризуется кровотечениями и шоком и может привести к гибели.

Дендритные клетки координируют противовирусные реакции врожденного и адаптивного иммунитета. Они распознают патогены, после чего созревают, повышают уровень экспрессии MHC и костимулирующих молекул, секретируют цитокины и мигрируют в лимфоидные органы, где и презентируют антигены наивным T-клеткам. ZIKV и DENV способны реплицироваться в дендритных клетках, но не до конца понятно, как они влияют на их функции. В новой работе исследователи из США проанализировали свойства зараженных и здоровых дендритных клеток и показали, что ZIKV и DENV влияют на клетки по-разному.

Авторы заразили незрелые дендритные клетки, полученные из моноцитов, ZIKV SD001 (штамм азиатской линии, выделенный в 2016 году) или DENV2 UIS353 (серотип 2, выделен у колумбийского пациента в 2016 году). Затем они разделили зараженные и здоровые дендритные клетки с помощью придуманного ими метода сортировки и секвенировали РНК получившихся клеточных популяций. Оба вируса значительно влияли на транскрипцию клеток. Так, все зараженные клетки сильнее экспрессировали IFNB, но слабее — стимулируемые интерфероном гены (МХ1 и МХ2). Но по большей части ZIKV и DENV влияли на уровни экспрессии разных генов. Гены, которые активировал исключительно DENV, были связаны с цитокиновым и воспалительным сигналингом и миграцией, тогда как гены, которые активировал исключительно ZIKV, участвовали в липидном метаболизме. Инфекция ZIKV, но не DENV, снижала экспрессию генов, участвующих в таких важных функциях дендритных клеток, как обработка и презентация антигена, дифференциация и миграция.

Инфицированные клетки выпускали в среду сигнальные молекулы, что влияло на соседние здоровые клетки. DENV+ клетки сильнее влияли на гены клеточной активации и TNF-сигналинга, а ZIKV+ — на гены противовирусного ответа и стимулируемые интерфероном гены. В целом ZIKV+ дендритные клетки экспрессировали более низкие уровни многих воспалительных генов, чем DENV+ клетки.

Авторы проанализировали экспрессию генов, вовлеченных в миграцию дендритных клеток и активацию T-клеток. DENV+ клетки экспрессировали 14 костимулирующих молекул и 12 цитокинов значительно активнее, чем ZIKV+ клетки. ZIKV+ дендритные клетки не созревали и почти не секретировали провоспалительные цитокины IL-6 и TNF. У DENV+ клеток такого не происходило. Авторы предположили, что ZIKV активно подавляет программу созревания дендритных клеток. Другие штаммы ZIKV давали схожий эффект.

Флавивирусы могут заражать и другие клетки, поэтому авторы повторили эксперименты на макрофагах. Уровни экспрессии CD80, TNF, IL1B и IL6 были значительно ниже в ZIKV+ макрофагах по сравнению с DENV+ как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Инфекция ZIKV существенно подавляла программы созревания и экспрессии воспалительных генов как в дендритных клетках, так и в макрофагах.

Чтобы выявить механизм подавления созревания дендритных клеток, авторы снова проанализировали транскриптомы различных популяций. В DENV+ клетках сильнее возрастала экспрессия генов, промоторы которых распознавались транскрипционными факторами семейства NF-κB. Возможно, ZIKV нарушают созревание дендритных клеток, мешая активации NF-κB. Авторы подтвердили это предположение и показали, что ZIKV не дает NF-κB p65 переместиться в ядро. Соответственно, зараженные ZIKV дендритные клетки не могут стимулировать T-клеточный ответ.

Авторы считают важной задачей дальнейшее изучение эффектов флавивирусов на опосредованные NF-κB пути в различных клетках-хозяевах. Это необходимо для выявления патогенных механизмов, лежащих в основе заболеваний, вызванных флавивирусами, а также для разработки методов лечения и профилактики инфекций, в частности, универсальных вакцин.

Вирус Зика избегает иммунитета, перемещаясь по туннельным нанотрубкам