Хорошо известно, что нашумевший в последнее время вирус Зика для самого человека не очень опасен. Он грозен лишь для беременных женщин, поскольку потом вызывает у родившихся младенцев микроцефалию, а также неврологические нарушения. Американские учёные из Школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали первые в науке мышиные модели, на которых смогли продемонстрировать, как вирус Зика инфицирует плод. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Красным показаны вирусные частицы, синим — клетки плаценты
«Это — первая демонстрация внутриутробной передачи вируса Зика на животной модели. Она показывает некоторые из тех результатов, которые мы видели у женщин и детей. Это может использоваться в испытаниях вакцины, чтобы выяснить, действительно ли вакцинирование матери сможет защитить от инфицирования плаценту и плод. Также на этой модели можно проверять различные варианты терапии, рассчитанные на случай того, когда мать уже заражена, чтобы посмотреть, сможет ли этот лечение предотвратить передачу инфекции плоду или устранить вред для него»,
— говорит старший соавтор исследования Майкл Даймонд (Mikael Diamond), профессор медицины, микробиологии и молекулярной патологии и иммунологии.
Совместить несовместимое
Главная проблема выведения специальных мышей состояла в том, что организм этих грызунов прекрасно справляется с вирусом Зика, и нормально работающую иммунную систему мышей вирус преодолеть не может.
В попытке найти выход учёные шли несколькими путями. В одной из моделей мышей модифицировали: у них удалили ген, кодирующий белок рецептора интерферона-альфа, играющий ключевую роль в борьбе с вирусами. В другой же модели мышам вводили антитела к этому белку.
После всех процедур исследователи инфицировали беременных мышей вирусом Зика примерно через неделю после зачатия и изучали их плаценту и плоды на протяжении от шести до девяти дней. Обе модели отражали некоторые ключевые аспекты человеческого варианта развивающейся инфекции. У мышей, так же как и у людей, вирус перешёл из крови матери в плод и инфицировал мозг, где наблюдалось повреждение нейронов.
А вот микроцефалия, которая характеризуется аномально маленькими мозгом и черепом и представляет собой наиболее яркий результат инфицирования плода у человека, не наблюдалась ни в одной из моделей. И это объяснимо: у человека и у мыши мозг развивается слишком по-разному.
«В отличие от людей, значительная часть нервной системы мышей на самом деле развивается уже после родов, особенно это касается коры головного мозга, который особенно поражается при микроцефалии»,
— объясняет Даймонд.
Вирусные «находки»
Соавтор исследования, Индира Мисорекар (Indira Mysorekar), нашла вирус в плаценте в концентрации, в 1000 раз превышающей концентрацию вируса в крови матери, что говорит о том, что вирус не просто перенесли в плаценту — он там размножился.
У генно-модифицированных мышей инфекция Зика стала причиной смерти большинства плодов, а остальные плоды оказались гораздо меньше, чем обычно рождаются мышата. Плаценты этих мышей оказались повреждёнными: сморщенные, со сниженным количеством кровеносных сосудов. Такие плаценты не в состоянии поставлять достаточно кислорода и питательных веществ к развивающемуся плоду. Это состояние известно как плацентарная недостаточность, которая приводит к аномально медленному росту плода, а в тяжелых случаях — к его гибели.
Все эти симптомы — плацентарная недостаточность, аномально малый размер плода наблюдаются и при инфицировании вирусом Зика беременных женщин, что ещё раз подтверждает удачность модели.
В модели, в которой мышам вводили антитела, отмечалось менее тяжелое действие инфекции. Плоды выжили, хотя некоторые из них оказались меньше, чем обычно. Даймонд и коллеги планируют использовать эту модель для долговременного изучения тех случаев, когда при рождении вирус Зика не наносит видимого повреждения мозгу: ведь за человеческими младенцами длительного наблюдения ещё не проводилось.