Ученые Казанского федерального университета исследуют механизмы выработки иммунитета против различных хантавирусов, которые встречаются в Европе и Азии.

Исследования осуществляются в рамках международного гранта Российского научного фонда (совместно с DST, Индия) 22-44-02007 «Идентификация иммуногенного пептида для диагностики инфекций, вызываемых ортохантавирусами». Исследования проводятся под руководством директора Научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Института фундаментальной медицины и биологии, члена-корреспондента Академии наук Республики Татарстан Альберта Ризванова. С индийской стороны руководителем выступает ученый из Тапарского института инженерии и технологии Баранвал Манож. Соруководителем проекта является главный научный сотрудник OpenLab «Генные и клеточные технологии» Светлана Хайбуллина.

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – это острое инфекционное заболевание, которое вызывают хантавирусы, природно-очаговые зоонозные инфекции. Их переносят различные грызуны, от них заболевание может передаваться человеку.

«В Татарстане основным является вирус Пуумала, носителем которого является рыжая полевка. Сами они, являясь переносчиками, практически не болеют. Заболевание у них протекает бессимптомно, – внес ясность Ризванов. – Возбудитель выделяется во внешнюю среду с калом, мочой и слюной больного животного. Их микрочастицы человек вдыхает вместе с воздухом, также вирус может попасть в организм человека через слизистые. Как правило, вспышки ГЛПС наблюдаются весной и осенью».

Так, существует вероятность встретиться с вирусом на даче, в ходе уборки территории и помещений после зимнего периода. В этой связи очень важно соблюдать меры гигиены, использовать перчатки и респиратор.

«Проникая в организм человека, вирус распространяется в эндотелий, в выстилки кровеносных сосудов и легких. Нарушение их проницаемости может привести к образованию микротромбов. Все это может стать причиной интоксикации организма, цитокинового шторма. Чаще всего хантавирусы, такие как Пуумала, приводят к поражению почек. Именно поэтому он называется геморрагической лихорадкой с почечным синдромом.

Инкубационный период заболевания может длиться более 10 дней. Заболевание обычно начинается остро, с резкого подъема температуры до 39-41 град. Симптомы также включают в себя головную боль, боль во всем теле и в пояснице, рвоту. Они могут быть самыми разными – все зависит от тяжести заболевания. Профессор подчеркнул важность своевременного обращения к специалистам.

«Я надеюсь, что информирование населения приведет к осознанию опасности заболевания. Важно вовремя обратиться к врачу, не пытаться перенести температуру на ногах», – особо подчеркнул А.Ризванов.

В научной статье ученых КФУ, опубликованной в журнале Tropical Medicine and Infectious Disease (международный научный рецензируемый журнал открытого доступа по тропической медицине и инфекционным заболеваниям – прим. ред.), описан анализ штаммов вируса Пуумала на территории Приволжского федерального округа.

«Как и любые другие вирусы, хантавирусы могут образовывать новые штаммы за счет возникновения мутаций, обмена генетической информацией, в результате обмена отдельными сегментами генома родительских штаммов или рекомбинации. Тогда, условно, голова этого фрагмента вируса будет от одного вируса, а хвост – от другого», – внес ясность ученый КФУ.

В работе проведен анализ генетических вариантов различных районов Татарстана и соседних регионов ПФО.

«В нашей лаборатории мы исследуем взаимосвязь вирусов, которые циркулируют в популяции грызунов и пациентов. Грызуны не могут мигрировать далеко и обычно живут в определенной области. Эти популяции являются носителями определенного штамма хантавируса, – заметил Ризванов. – Мы можем четко показать, что вирус, который мы секвенируем (расшифровка генома – прим. ред.) у конкретных пациентов, соответствует популяциям грызунов, которые обитают в этом регионе».

Полученные результаты имеют особую важность с точки зрения предсказания оценки опасности тех или иных регионов. Так, зная, какой хантавирус выявлен у грызунов в определенном регионе, в будущем можно будет планировать различные эпидемиологические мероприятия.

В журнале Pharmaceuticals была опубликована еще одна статья ученых КФУ, посвященная созданию нового класса вакцин против хантавирусов.

«Дело в том, что сами вирусные частицы напоминают маленькие пузырьки, так называемые микровезикулы, которые содержат белки, взаимодействующие с клеткой, а внутри нее – генетическую информацию. Очень многие вирусы имеют схожую структуру. Когда разрабатывается вакцина, важно, чтобы иммунитет "увидел" антиген, то есть фрагменты возбудителя заболеваний и вируса, равно как и при естественной инфекции. В этом случае иммунитет будет развиваться более эффективно. Обычно для этих целей использовали убитый вирус. Однако процесс получения препаратов связан с контролем качества. Нужно тщательно убивать вирус, чтобы случайно не заразить пациента, а это, к сожалению, приводит к тому, что некоторые белки разрушаются и эффективность вакцинации может страдать», – обратил внимание директор НКЦ прецизионной и регенеративной медицины.

Была разработана технология получения искусственных микровезикул из мембран клеток. Такие микровезикулы, по словам профессора, содержат сразу несколько вирусных белков, как на поверхности для взаимодействия с клетками, так и внутри микровезикул, для упаковки вирусной генетической информации.

«Мы предложили новую платформу для создания вакцин, которая может стать безопасной альтернативой вакцин на основе убитых вирусов, более эффективной вакциной по сравнению с рекомбинантными вакцинами, содержащими только один из очищенных вирусных белков. В нашей работе мы показываем не только то, что мы можем получить препараты таких вакцин, но и то, что вакцины были эффективны в получении у лабораторных животных иммунного ответа, как гуморального, антитела, так и клеточного», – подчеркнул он.

Также увидела свет статья в журнале BioMed Research International. Она посвящена исследованию цитокинов в ответ на ГЛПС у пациентов разных возрастных групп. Цитокины – это маленькие белки в крови, которые являются сигнальными молекулами иммунной системы. Именно цитокины лежат в основе запуска иммунного ответа, в том числе при воспалении.

«В нашей лаборатории мы комплексно исследуем цитокины, а точнее 48 цитокинов, хемокинов и интерлейкинов. В общей сложности в исследовании приняли участие 139 пациентов и 57 условно здоровых лиц. Было показано, что у молодых пациентов во время ГЛПС воспалительный ответ был более выражен, чем у пациентов старшего возраста. Это коррелируется с тем, что обычно у молодых пациентов гораздо больше осложнений при геморрагической лихорадке с почечным синдромом. Таким образом, мы показали, что иммунный ответ действительно протекает по-разному у молодых и пожилых пациентов. Это нужно учитывать врачам при наблюдении за пациентами, назначении терапии», – отметил Ризванов.

К счастью, сказал ученый, в Татарстане ежегодно не так много людей страдают от вируса, однако бывают и серьезные вспышки.

«Смертность от ГЛПС может достигать 12 процентов. Кроме того, заболевание приводит к повышенной инвалидизации. К сожалению, пациенты страдают от осложнений, и в наиболее запущенных случаях требуется пожизненный диализ», – посетовал Альберт Анатольевич. 

В рамках гранта будут исследованы механизмы выработки иммунитета против различных хантавирусов. Будут получены отдельные рекомбинантные белки хантавирусов для исследования как гуморального иммунитета (выработка антител против возбудителей заболевания), так и клеточного иммунитета, за который отвечают Т-клетки). Кроме того, на основе биоинформатики с применением алгоритмов искусственного интеллекта будут созданы библиотеки пептидов – коротких участков белков, как схожие, так и различающиеся между штаммами хантавирусов. Это поможет лучше понять, как вырабатывается иммунитет против разных штаммов хантавирусов и способен ли он защитить от других штаммов. Полученные данные будут использованы для разработки тест-систем и более эффективных вакцин.