Вирусология

В лаборатории доктора Николич-Зугича основное внимание уделяется двум направлениям: исследование биологии цитотоксических Т-лимфоцитов и их роли в нормальном организме, при старении и при инфекциях, а также изучение старения иммунной системы и разработка методов коррекции этого процесса. В лаборатории Николич-Зугича изучается ограничение калорий как способ улучшения функционирования Т-клеток при иммунном ответе у долгоживущих животных. Исследования на долгоживущих приматах показали, что при калорической рестрикции у них повышается количество наивных Т-клеток и увеличивается разнообразие их рецепторов. Кроме того, судя по тому, что уменьшается продукция воспалительных цитокинов, снижается и количество старых Т-клеток памяти. Таким образом, калорическая рестрикция может «омолодить» стареющую иммунную систему приматов, приводя к уменьшению количества Т-клеток памяти в общем пуле.

Научные интересы Кристиана Мюнца — изучение иммунного контроля постоянных вирусных инфекций, в основном, вируса Эпштейна-Барра (EBV), терапия аутоиммунных заболеваний. Естественные киллеры (NK) традиционно рассматривались как клетки, которые быстро убивают трансформированные и зараженные клетки, без предварительной активации. Это обеспечивает первую линию защиты до начала адаптивного иммунного ответа против развития инфекции и опухоли. Однако стало ясно, что NK взаимодействуют с различными компонентами иммунной системы, и поэтому имеют возможность функционировать как регулирующие клетки. Исследование иммунорегуляторных свойств NK позволило бы пролить свет на NK-опосредованный адаптивный и врожденный иммунитет, отслеживать NK-клетки в качестве маркеров при аутоиммунных болезнях и, возможно, разработать новые методы лечения.

Многие вирусы кодируют различные супрессоры апоптоза, блокирующие каскады, ведущие к гибели зараженной клетки, начинающиеся как внутри, так и снаружи клетки. Цитомегаловирусы относятся к группе герпес-вирусов, которые вызывают врожденные заболевания и оппортунистические инфекции. Цитомегаловирус человека имеет специальный фактор vMIA, продукт вирусного гена UL37, блокирующий реализацию программы апоптоза, запускаемой рецепторами смерти (Fas). vMIA локализуется в митохондриях и способен останавливать апоптотический каскад на стадии после активации каспазы-8 и разрезания Bid, но до выброса цитохрома С из межмембранного пространства митохондрий. vMIA не имеет гомологии с известными антиапоптотическими белками и, по-видимому, относится к отдельному классу этих факторов. Механизм действия vMIA связан со взаимодействием с клеточным белком GADD45alpha: мутации, нарушающие такое связывание, лишают вирус способности блокировать апоптоз. Цитомегаловирусы способны также запускать программу клеточного деления. В зараженных клетках увеличивается экспрессия промитотических факторов и снижается экспрессия белков, характерных для фазы G0. В случае цитомегаловирусной инфекции запуск каспаза-независимого апоптоза происходит с участием комплекса HtrA2/Omi. Вирусный белок vMIA может блокировать этот процесс. Также цитомегаловирус человека кодирует белок vICA, блокирующий каспаза-8-зависимый апоптоз.

Основное направление работы лаборатории Браина Каллена — изучение герпес вирусов и ретровирусов. При исследовании ретровирусов основной акцент делается на клеточные белки, которые, будучи частью врожденного иммунитета, способны защищать от ретровирусной инфекции и подвижности ретротранспозонов. Ученые группы Браина Каллена показали, что белки APOBEC3А, APOBEC3B и в меньшей степени APOBEC3C специфично ингибируют ретротранспозицию элементов LINE-1 и Alu, а APOBEC3G и APOBEC3F практически не влияют на подвижность LINE-1. Белки A3A, A3B и A3C могут проникать в клеточное ядро, где обратно транскрибируется LINE-1 и Alu, тогда как A3F и A3G функционируют в цитоплазме. В перспективе ученые планируют найти ответ на вопрос — как клетки избегают хаотичного мутагенеза с помощью ядерных белков APOBEC3.

Установлено, что APOBEC3G (A3G) и родственные деоксицитидин дезаминазы представляют собой противоретровирусные факторы защиты. A3G экспрессируется как ферментативно активный с низкой молекулярной массой (НММ), так и ферментативно неактивный с высокой молекулярной массой (ВММ). В покоящихся CD4+ T клетках экспресссируется только A3G НММ. При активации Т клеток происходит накопление A3G ВММ и образование комплекса с массой от 5 до 15-MДa, чьи функции в настоящее время неизвестны. С помощью аффинной очистки, сотрудникам лаборатории Грина удалось выявить гранулы, транспортирующие РНК и рибонуклеиновые комплексы, которые являются атрибутом A3G ВММ. Анализ молекул РНК в данных комплексах показал, что они — Alu и малые Y РНК, которые представляют собой неавтономные мобильные элементы в клетках человека. Показано, что A3G значительно ингибируют L1-зависимую ретротранспозицию маркированных ретроэлементов Alu. И это происходит не через ингибирование L1, а через связывание Alu РНК в цитоплазматические комплексы отдельно от ядерной ферментативной системы L1. Результаты исследований говорят о том, что ретроэлементы Alu и hY являются естественными мишенями A3G, и показывают, как различные формы белка A3G защищают клетки от экзогенных ретровирусов и эндогенных ретроэлементов.