Внутренний иммунный рецептор помогает кожным клеткам заметить внутри себя молекулярные комплексы, выдающие вирус.

На нашу кожу постоянно оседает огромное количество бактерий и вирусов. Не все из них проникают внутрь клеток, но многим это удаётся. Однако не болеем же мы постоянно – значит, у кожных клеток есть инструменты, которые позволяют вовремя обнаружить инфекцию, пока она ещё не превратилась в полноценную болезнь.

Кератиноцит человека. (Фото: ZEISS Microscopy / Flickr.com) 

Сотрудники Мюнхенского университета им. Людвига и Максимилиана и Института биохимии Общества Макса Планка пишут в Science об одном таком молекулярном инструменте, который позволяет своевременно избавляться от вирусов. Исследователи изучали реакцию кератиноцитов на вирус леса Семлики (SFV). Кератиноциты составляют верхний слой кожи, служат механическим барьером для внешней среды и первыми сталкиваются с микробами. Вирус леса Семлики был обнаружен, как легко догадаться, в лесу Семлики на территории Уганды. Комары переносят его между животными, и при случае заражают и человека. Будучи смертельным для грызунов, у человека SFV вызывает лишь довольно мягкие симптомы, хотя если у больного проблемы с иммунитетом, то и ему SFV может доставить серьёзные неприятности.

Свои гены вирус леса Семлики хранит в одной-единственной цепочке РНК; как только вирусная РНК попадает в клетку, на ней сразу начинают синтезироваться вирусные белки. SFV часто используют в лабораторных исследованиях как модель РНКового вируса. Чтобы клетка вовремя его обнаружила, ей нужно увидеть что-то необычное, что-то, что выдало бы вирус с головой – скажем, какой-нибудь странный молекулярный комплекс, который свойственен вирусу, но которого не бывает у клетки.

У РНКовых вирусов такой странный молекулярный комплекс есть. Вирусу нужно размножаться, иными словами, он должен создавать копии своего генома, то есть своей РНК, чтобы потом упаковать их в новые вирусные частицы. Копии новых РНК синтезируются на старых РНК, и в момент синтеза появляется структура из двух спаренных молекул РНК. Обычно таких сдвоенных РНК в клетке нет. Если они появились, значит, в клетку проник вирус.

Спаренные РНК в клетках кожи обнаруживает специальный иммунных рецептор – белок NLRP1. Исследователям удалось показать, что он действительно связывается со сдвоенными РНК. Ощутив РНК-комплекс, NLRP1 запускает в клетке сборку сложного белкового комплекса под названием инфламмасома. Множество белков (включая NLRP1), которые входят в состав инфламмасомы, активируют воспалительные реакции, стимулируют работу сигнальных белков и включают одну из программ клеточного самоуничтожения. Клетка гибнет вместе с вирусом – но лучше вовремя пожертвовать одной-двумя клетками, чем открыть путь болезни. Попутно с уничтожением заражённой клетки её инфламмасомы выделяют вещества, которые стимулируют восстановление ткани.

Рецептор NLRP1, сигнализирующий о вирусном вторжении, в изобилии есть не только в клетках кожи, но и в бронхиальном эпителии. Дыхательные пути тоже постоянно имеют дело с микробами, так что, вероятно, NLRP1 служит общим противовирусным инструментом для всех барьерных тканей. Скорее всего, с его помощью клетка может узнавать большинство РНК-содержащих вирусов, которые на том или ином этапе жизненного цикла образуют парные комплексы РНК. Возможно, клеточное сопротивление инфекциям можно даже усилить, если как-то повысить активность NLRP1 – такие исследования особенно актуальны, поскольку к РНК-вирусам относятся, к примеру, вирус гепатита С и все коронавирусы.