Olga Matveeva
9 ч. ·
Пиратские корабли, образование многоядерных клеток (синцитиев) и новые штаммы коронавируса.
У некоторых вирусов, в том числе и у нашего нового знакомца ковидного вируса, есть интересный способ быстрого размножения (дополнительный), при котором вирионы, не выходят наружу из клетки сразу после формирования, а могут долго воспроизводиться и прятаться внутри клетки от потенциально атакующих антител. Такие вирусы, с этим дополнительным спососбом размножения, называются синцитий-образующими. Они инфицирцют одну клетку, а потом и соседние клетки, просто путем присоединения их к уже зараженной клетке. При этом вирус заставляет сливаться клеточный плазматические мембраны соседей. Такой процесс обеспечивает вирусам, проникновение во все новые клетки, без выхода в межклеточной пространство, где можно встретить "злые и беспощадные" антитела. Эти вирусы (вернее их генетический материал) перемещается по цитоплазме в новые присоединенные клетки и продолжает в них процесс вирусной репликации. Таким образом, из одной зараженной клетки с последовательным подсоединением других, могут получиться многоядерные образования (синцитии) в которых идет активная репликация вирусов. Конечно, этот процесс не идет бесконечно, после присоединения 50-100 клеток, синцитий погибает, однако при этом выпускает из себя мириады новобразованных вирусных частиц. Их уже становится так много, что антителам труднее с ними бороться.
Процесс синцитий-образования можно представить долгим по времени грабежом и воспроизведением пиратов. Итак, один пиратский корабль берет на абардаж другой мирный корабль, пираты проникают в новый корабль, и вербуют его команду в новые пираты, потом присоединяют еще много мирных кораблей, превращают их в пиратские, а так же вербуют команду каждого корабля, и т.д. Каждый раз при присоединении нового мирного корабля пираты не видны, или очень плохо видны береговой охране или водной полиции. Пираты действуют долгое время практически как невидимки и совершенно безнаказанно, скрываясь за оболочкой мирных кораблей.
Так вот, интересно, что все более менее, успешные по инфекционности варианты ковидного коронавируса, такие как альфа, бета и дельта, обладают гораздо лучшими способностями образовывать синцитий (те самый многоядерные клетки) по сравнению с прародителем уханьским вариантом. Об этом рассказывает статья под названием “SARS-CoV-2 Alpha, Beta, and Delta variants display enhanced Spike-mediated syncytia formation” https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2021108944
Можно предположить, что и новый вариант Омикрон в этом отношении не промах. Наверняка, он тоже научился мастерству слияния клеток, возможно даже лучшему чем его братья и кузены. Как вирус присоединяет к себе все новые клетки для своей репликации? В качестве гарпуна выступает S-белок. Во время вирусной репликации, в процессе трансляции образуется вирусный S- белок. Этот вновь синтезированный спайк белок поступает на плазматическую мембрану, заякоривается в ней своим трансмембранным доменом, а своим рецептор-связывающим доменом торчит наружу из клетки. Вот этот рецептор-связывающий домен и играет роль гарпуна. Он хватает ACE2 рецептор соседней клетки, выпуская из S-белка пептид слияния, который как багром, поддаскивает к себе плазматическую мембрану соседней клетки и катализирует слияние двух плазматических мембран. Таким образом, из двух соседних клеток получается одна, а дальше процесс идет как цепная реакция. Вот эти все свои части гарпун-багор и т.д. ковидный коронавирус оттачивает в процессе эволюции, улучшая свой S-белок, вернее его фузогенные свойства. И это все в дополнение к появлению точечных мутаций, приводящим к заменам аминокислот в важных антигенных эпитопах S-белка, именно тех, которые имунная система использует для узнавания с помощью антител. То есть вирус становиться двойным невидимкой. Его характерные приметы (антитгенные эпитопы) для узнавания имунной системой (в основном антителами) меняются, а также улучшается вирусная способность пользоваться межклеточным тунелем, чтобы антитела вообще не видели и не поймали. У Омикрона около 30 мутаций в S-белке по сравнению с Уханьским прародителем. Омикроновский S-белок явно оптимизирован по многим параметрам. Все ли так безнадежно в смысле охоты за таким вирусом с таким спайк белком? Конечно нет! Береговая охрана и водная полиция (наша имунная система) тоже не дремлет. Во-первых, из кораблей, на вид мирных, торчат гарпуны (S-белок). Это примета вовсе не мирных, а именно пиратких кораблей. Вот к этому S-белку, хоть он и не в составе вирусных частиц, а просто торчит из клетки скорее всего, таки могут присоединяться противовирусные антитела. Антитела, после того как они поймают антиген (кусочек вирусного белка), подзывают к себе подмогу, например, в виде клеток натуральных киллеров, которые приходят и взрывают вражеский корабль (клетку, где идет вирусная репликация). После такого “взрыва” на “место происшествия” устремляются макрофаги и другие фагоцитирующие клетки имунной системы. Эти быстренько поглощают останки клетки и вирусные частицы заодно. Пиратский корабль, или даже целая армада кораблей, может быть уничтожена и съедена без остатка. Этот процесс называется антитело-зависимая цитотоксичность. Во вторых, кроме антитело-зависимой цитотоксичности существуют и другие противовирусные механизмы. Например, клетки так устроены, что они, как и корабли, все время вывешивают флаги для распознавания свой-чужой (помещают кусочки переваренных белков на комплексы гистосовместимости). Если в корабле появились пираты, то корабль мгновенно вывесит наружу черные флаги с черепом и костями. Если на флаге изображены именно череп и кости, то береговая охрана распознает этот флаг и будет пытаться быстренько уничтожить соотвествующий корабль. То есть, если на комплексе гистосовместимости показывается какой то странный (не родной) пептид, то клетке с эти пептидом, выставленном на комплексе гистосовместимости может не поздоровиться, и ее имунная система уничтожит, прямо таки пошлет к ней спецназ подрывников (цитотоксичных Т лимфоцитов, например). Поэтому полностью скрыться от имунной системы вирусу не удается, даже если он синцитий-образующий. Скорее всего, в конечном итоге, все пиратские корабли будут ликвидированы, все зараженные клетки и вирусные частицы будут уничтожены, а человек выздроровеет. При этом, если береговая охрана и водная полиция прошла дополнительный тренинг (человек вакцинирован), то распознование и обезвреживание пиратских кораблей произойдет быстрее и эффективнее. Увы, не у всех людей имунная система достаточно эффективна. А иногда пиратов в самом начале бывает жутко много (большая вирусная нагрузка при заражении). Бывают смертельные исходы или супер долгая и изматывающая битва, когда иммунитет в виде береговой охраны и водной полиции, долго проигрывает битву пиратам. Кроме того, ковидный коронавирус иногда заставляет иммунитет "сойти с ума". Сумасшедшая береговая охрана начинает стрелять по своим, например, в водную полицию, а те возвращают огонь. Это тоже затягивает и осложняет выздоровление человека. Но все таки, наша имунная система способна на очень многое и обладает хорошей армией защитников, готовых на подвиги!