Лето в разгаре, люди больше времени проводят на природе, и многие задумываются об одной неприятной вещи — клещах. Сезон клещей теперь начинается раньше и длится дольше, а сами они появляются там, где раньше их не было, увеличивая риск заражения опасными инфекциями.

Одна из таких новых угроз в Северной Америке, включая Пенсильванию, — вирус Повассан (POWV). Он может вызывать энцефалит, судороги, паралич и даже кому. По словам Джойс Хосе, профессора биохимии и молекулярной биологии из Университета Пенсильвании, случаи заражения этим вирусом участились, а лекарств от него пока нет.

Мы мало знаем о структуре этого вируса, а без этого невозможно разработать методы лечения и профилактики, — объясняет Джойс.

Ее команда, в которую вошли ученые из Пенсильвании, Университета Миннесоты и Министерства сельского хозяйства США, создала детальную 3D-модель вируса.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

POWV относится к семейству Flaviviridae, куда входят вирусы Западного Нила, лихорадки денге и желтой лихорадки. Его переносят клещи — живые организмы, которые заражают других.

Поскольку вирус Повассан опасен для здоровья, изучать его в естественном виде сложно. Обычно его инактивируют с помощью химикатов или ультрафиолета, но это повреждает структуру, мешая получить четкое изображение. Поэтому команда использовала «заменитель» — ослабленный штамм вируса желтой лихорадки, заменив в нем два белка на аналогичные из POWV. Эти белки — оболочечный и мембранный — расположены на поверхности вируса в виде „елочки“.

С помощью криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) ученые получили изображение вируса с почти атомарной точностью. Теперь можно разглядеть каждую молекулу, понять, какие части вируса наиболее уязвимы.

Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) — метод, который позволяет увидеть структуру вирусов и белков с высочайшей детализацией. Образец мгновенно замораживают, чтобы молекулы не двигались, а затем делают тысячи снимков под разными углами, чтобы собрать 3D-модель.

Раньше вирусы на снимках выглядели как размытые пятна, — говорит Джойс. — Теперь мы видим каждую молекулу и понимаем, какие из них находятся на поверхности.

Структура вируса помогает разобраться в механизме передачи. Интересно, что за то, через кого передается вирус — клещей или комаров, — отвечают не поверхностные белки, а внутренние, неструктурные.

Мы знаем, что вирусы, переносимые комарами, не передаются клещами, и наоборот, но не понимаем, почему, — говорит Джойс. — Теперь, зная, как выглядит вирус, мы можем изучать его взаимодействие с переносчиками и искать способы блокировать заражение.

Вакцины и лекарства обычно нацелены на поверхностные белки, так что это исследование может помочь в разработке терапии. Дальше ученые планируют выяснить, какие факторы влияют на передачу вируса.

Это исследование — первый шаг к созданию лекарств и вакцин против вируса Повассан. Зная точную структуру вируса, можно:

• разработать препараты, блокирующие его проникновение в клетки;
• создать тест для быстрой диагностики;
• понять, почему одни вирусы передаются только клещами, а другие — комарами, что поможет предсказывать новые вспышки.

Исследование использует «суррогатный» вирус, а не настоящий POWV. Хотя метод стандартный, есть риск, что структура гибрида не полностью соответствует природному вирусу. Это может повлиять на дальнейшую разработку лекарств.

Ранее мы разбирались, что за вирус — чикунгунья, и как его избежать.