Вирус папилломы человека (ВПЧ) является основной причиной нескольких видов рака, включая рак шейки матки, от которого ежегодно умирают почти 300 000 женщин во всем мире. Хотя вакцины предлагают проверенную первую линию защиты от инфекции ВПЧ, исследователи продолжают искать дополнительные варианты защиты от вируса.
В новом исследовании, опубликованном сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи Йельского онкологического центра (YCC) в принципе продемонстрировали новый биологический подход, который может остановить инфекцию HPV. Этот метод может в конечном итоге помочь в лечении не только ВПЧ, но и других вирусов, а также невирусных заболеваний, которые в настоящее время считаются "непоколебимый," сказали исследователи.
"Мы показываем, что очень короткие пептиды [фрагменты белка] могут блокировать вирус ВПЧ от инфицирования клеток," сказал старший автор Daniel DiMaio, M.D., Ph.D., заместитель директора YCC, профессор генетики Вальдемар фон Зедтвиц, профессор молекулярной биофизики, биохимии и терапевтической радиологии. "Это исследование подтверждает нашу модель того, как ВПЧ заражает клетки. Это также показывает, что внутриклеточный трафик вируса может быть целью для нового противовирусного подхода."
ВПЧ переносится в клетку через мембранно-связанный мешок, называемый эндосомой. Белок ВПЧ, известный как L2, содержит сегмент, известный как "пептид, проникающий в клетки" который проникает сквозь мембрану эндосомы внутрь клетки. Там последовательность L2 рядом с проникающим в клетки пептидом связывается с клеточным белком, называемым ретромером. Затем Retromer доставляет вирус в клеточный транспортный механизм, известный как ретроградный путь, по которому вирус попадает в ядро, где он может начать копировать себя.
Предыдущее исследование лаборатории ДиМайо показало, что основной механизм проникающего в клетки пептида на удивление короткий. Пептиды состоят из аминокислот, и для проникновения пептида через клеточные мембраны требовалась последовательность из шести аминокислот, а для связывания с ретромерным белком требовалась последовательность из трех аминокислот.
"Мы поняли, что можем синтезировать короткий пептид, которого должно быть достаточно, чтобы пройти через клеточную мембрану, связать ретромер и заблокировать инфекцию, поэтому мы решили проверить это," DiMaio сказал. "Первый пептид, который мы попробовали, сработал."
Когда исследователи добавили синтезированные проникающие в клетки пептиды в культуральную среду человеческих клеток, они увидели, что пептиды действительно проникают в цитоплазму и связываются с ретромером. Когда ученые затем заразили клетки ВПЧ, вирус больше не мог связываться с ретромером и покидать эндосому, потому что ретромер был связан пептидом, и инфекция была заблокирована.
Исследователи из Йельского университета продемонстрировали, что это пептидное ингибирование сохраняется даже после удаления пептидов. "На самом деле мы не знаем, как долго пептид активен, но эффект может быть необратимым," DiMaio добавлен. "Также похоже, что вирус исчезает из клетки. Клетка каким-то образом чувствует, что инфекция не протекает нормально, поэтому она избавляется от вируса."
В последующих экспериментах, проведенных с коллегами из Университета Висконсина, ученые показали, что этот проникающий в клетки пептид также ингибирует инфекцию ВПЧ у мышей. Это фундаментальное исследование может указать на новые типы лечения против ВПЧ, которые необходимы, сказал ДиМайо.
Хотя вакцины всегда будут лучшей основой для предотвращения инфекций ВПЧ, сказал ДиМайо, "подавляющее большинство людей во всем мире не вакцинированы, особенно в развивающихся странах, где встречается большинство случаев рака шейки матки." Кроме того, современные вакцины не защищают от всех штаммов ВПЧ, сказал он.