Вирус Зика заставляет фибробласты кожи менять запах и привлекать комаров

Инфекция вирусом Зика воздействует на метаболизм фибробластов кожи. У инфицированных клеток изменяется профиль выделяемых летучих веществ, из-за чего они привлекают самок комаров-переносчиков и заставляют их поглощать в два-три раза больше крови. При этом другие виды комаров были равнодушны к исследованным запахам. Полученные результаты можно применять для контроля популяции переносчиков с минимальными последствиями для экосистемы — например, создавать ловушки, которые будут привлекать только комаров, способных переносить вирус.

Credit:
123rf.com

Вирус Зика (ZIKV), изначально описанный в Африке, за конец XX — начало XXI вв. распространился в Азию и Америки, представляя растущую угрозу здравоохранению. Ситуация осложняется отсутствием специфических методов лечения и вакцин, поэтому на данный момент единственный способ предотвратить новые вспышки — это контроль вектора распространения. ZIKV, как и большинство флавивирусов, к которым он относится, распространяется через укусы членистоногих — в данном случае комаров рода Aedes. Ранее было показано , что инфекция ZIKV воздействует на микробиоту кожи, повышая ее привлекательность для комаров. Теперь ученые выяснили, что вирус также способен напрямую влиять на транскриптом и протеом фибробластов кожи, из-за чего клетки начинают выделять летучие органические соединения (VOC), которые привлекают комаров-переносчиков.

Лабораторные опыты на культурах фибробластов кожи человека показали, что инфекция ZIKV существенно изменяет профиль летучих соединений, выделяемых клетками. На этапе инфицирования (10 часов после обработки клеток вирусом) уровни 14 VOC были значимо повышены, а пяти других снижены. Еще восемь VOC активно продуцировались клетками на стадии передачи вируса, то есть через 24 часа после заражения.

Чтобы установить, как профиль VOC влияет на поведение комаров, ученые использовали коммерчески доступные аналоги шести соединений, концентрация которых менялась после инфицирования. Анализ методом электроантеннограммы (замера электрического сигнала, идущего через антенну насекомого в ответ на стимул) показал, что спарившиеся самки комаров Ae. aegypti реагируют на все шесть соединений. Опыты с Y-образным коридором, а также с кормушками, содержащими одно или несколько из этих веществ, показали, что комары отдают предпочтение исследуемым запахам. При этом самки чаще кормились на кормушках, содержащих смеси VOC, в первую очередь выбирая сочетания, которые соответствовали стадии передачи вируса. Примечательно, что комары вида Anopheles gambiae sensu lato, которые не способны переносить ZIKV, не демонстрировали такой избирательности.

Ассоциированные с ZIKV летучие соединения также влияли на пищевое поведение комаров — при кормлении на кормушках, обработанных VOC стадий инфекции и передачи, самки поглощали в два и три раза больше крови, чем обычно.

Далее авторы проанализировали транскриптом и протеом фибробластов, инфицированных ZIKV. Профили РНК клеток через 10 и 24 часа после заражения отличались друг от друга и от здоровых клеток по 401 транскрипту. Часть из них (18 и 109 для 10 и 24 часов, соответственно) были идентифицированы как связанные с защитными противовирусными механизмами. Другая часть транскриптов была ассоциирована с метаболизмом липопротеинов, холестерина и стероидов. В частности, гены APOL1, APOL2 и APOL6, задействованные в транспорте холестерина, после инфекции увеличивали экспрессию более, чем в пять раз.

Выявленные изменения протеома были связаны преимущественно с иммунным ответом. Поэтому авторы провели дополнительный метаанализ существующих данных о влиянии ZIKV на протеомы клеток. Полученный набор данных включал 10 427 белков, подверженных влиянию вируса — 2 801 из них были ферментами, а 14 потенциально задействованы в синтезе VOC. В частности, инфекция вирусом Зика была ассоциирована с повышением экспрессии ферментов, задействованных в ответе на окислительный стресс, метаболизме алкоголя и производных жирных кислот. Часть этих ферментов также участвовала в синтезе VOC, выявленных в первой части исследования, однако их перечень не охватывал весь арсенал необходимых белков.

Таким образом, работа показала, что вирус Зика воздействует на метаболизм клеток кожи, чтобы управлять поведением насекомых-переносчиков. Полученные результаты могут быть использованы для контроля заболеваемости ZIKV — например, для создания ловушек с приманками, привлекающими только комаров-переносчиков, что позволило бы контролировать их популяцию с минимальными негативными последствиями для экосистем.

Источник

Mozūraitis, R., et al. Zika virus modulates human fibroblasts to enhance transmission success in a controlled lab-setting. // Commun Biol 8, 139, published January 30, 2025, DOI: 10.1038/s42003-025-07543-9

Добавить в избранное