Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что клетки дыхательных путей реагируют на заражение риновирусом, буквально выталкивая инфицированные клетки из ткани. Этот процесс исследователи назвали «вызванной вирусом экструзией клеток» (VICE).
В лабораториях Института Френсиса Крика и Королевского колледжа Лондона изучали заражение риновирусом на человеческих эпителиальных клетках. Когда клетки могли работать вместе как здоровый слой, они удаляли инфицированных собратьев и ограничивали инфекцию внутри ткани, но если соединения между эпителиальными клетками экспериментально нарушали, то в эпителиальном слое накапливалось гораздо больше вирусных частиц. Исследователи также отмечали вызванную вирусом экструзию клеток в легочной ткани, что подтверждает действие этого механизма и в более сложной тканевой среде.
Также отмечено, что VICE происходит двумя отдельными волнами. Первая начинается быстро, прежде чем вирус полностью проникнет в клетку и задействует ее способность ощущать механические изменения. Вторая волна происходит позже, запускаемая репликацией вируса внутри клетки, что приводит к ее гибели. Эти две волны позволяют эпителиальным клеткам немедленно перейти к действию, без необходимости в сигналах от иммунных клеток, распознавших вирус.
Такой ранний защитный механизм помогает удалить большинство инфицированных клеток из выстилки дыхательных путей в течение 24 часов, поддерживая целостность барьера. Но есть и обратная сторона: «вытолкнутые» клетки остаются живыми и заразными, что потенциально позволяет вирусу достигать новых клеток. В условиях лаборатории здоровые клетки заразились вирусом всего через 6 часов.
«Наше исследование показывает, что клетки, выстилающие ткани, обладают эволюционно древними механизмами самозащиты. Понимание этих фундаментальных механизмов тканевой защиты может изменить наши представления о самых ранних стадиях вирусной инфекции. Обычно мы рассматриваем клетки, выстилающие дыхательные пути, как простой физический барьер, оставляя основную работу по борьбе с инфекцией иммунной системе. Но теперь мы знаем, что сам эпителий активно дает отпор», — пишут авторы статьи.
Исследователи планируют изучить, насколько широко этот защитный механизм распространен среди респираторных вирусов, защищает ли экструзия дыхательные пути или способствует распространению вируса и как вирусы могут уклоняться от этой реакции или использовать ее в своих интересах.
Дыхательные пути избавляются от инфицированных клеток, но не уничтожают вирус. Экструзия помогает ткани очиститься от непосредственной инфекции, но удаленные клетки остаются потенциальным источником распространения вируса.