Сродство вирусов к клеткам и тканям и клеточные рецепторы

Специфическое сродство вирусов к клеткам и тканям чаще всего определяется присутствием на клеточной поверхности осо­бых рецепторов для вируса. Для одного и того же вируса на клет­ках разных типов может существовать множество химически и структурно различающихся рецепторов а их содержание варьирует в зависимости от клеточного цикла или других физиологических факторов. Спектр хозяев зависит от ограничений, обус­ловленных воможностью связывания капсидных белков вируса с видоспецифическими рецепторами на поверхности клетки. Мышиные клетки, в норме не чувствительные к вирусу полио­миелита млекопитающих, можно успешно заразить очищенной РНК этого вируса, что приводит к продукции вируса, имеющего тот же спектр хозяев, что и вирус, послуживший источником РНК. Специфичность в отношении определенных клеток хозяев, связанная с присутствием на поверхности клеток специфических рецепторов, показана и для других вирусов, на­пример для вируса Эпштейна—Барр в отношении В-лимфоцитов и буньявирусов в отношении клеток головной части тела комаров. Известен, по крайней мере, один случай, когда в результате заражения клеток одним вирусом на их поверхно­сти появляются рецепторы к другому вирусу, отсутствующие в норме при этом расширяется спектр хозяев второго вируса.

Второй, не зависящий от специфических рецепторов меха­низм органотропности выявляется при заражении определенны­ми парамиксовирусами. В случае вируса Сендай для проявле­ния инфекционности вируса необходимо протеолитическое рас­щепление вирусного гликопротеина оболочки — белка слияния Аналогичное свойство присуще вирусу гриппа, у которого протеолитическому расщеплению подвергается гемаг­глютинин Если этими вирусами заражали Клетки не содержащие трипсиноподобного фермента, то на­блюдали абортивный процесс с образованием неинфекционного вирусного потомства, неспособного осуществить многоцикловую инфекцию Выращенный в культуре ткани вирус Сендай с нерасщепленным белком Р не реплицируется в легких мышей, зараженных воздушно-капельным путем, если его предварительно не активировать путем расщепления трипсином.

Повреждение клеток

Основным проявлением вирулентности вируса являются раз­рушение зараженных вирусом клеток в тканях-мишенях и воз­никающие в результате разрушения тканей физиологические изменения в организме хозяина. В некоторых случаях поврежде­нию тканей способствует иммунный ответ хозяина однако, в основном оно обуслов­лено вирусной инфекцией и связанной с ней гибелью клеток. Большая часть вирусов, осуществ­ляющих литический цикл репликации, изменяет метаболизм клетки хозяина, вызывая в ней уменьшение или прекращение синтеза ДНК, РНК и белка. В то время как о биохимических сдвигах, происходящих в клет­ке при репликации вируса, известно достаточно много, специфи­ческие механизмы повреждающего воздействия вируса, на клет­ку хозяина еще не выяснены. Специфические механизмы, вызы­вающие эти изменения в большинстве случаев неизвестны.

При заражении вирусом, полиомиелита ингибируется транс­ляция РНК клетки-хозяина и как следствие этого прекращается синтез хозяйских белков. В результате вирусной инфекции инактивируется клеточный белок от­ветственный за перенос 5'-концевой кэп-структуры на мРНК клетки-хозяина необходима для пра­вильного взаимодействия рибосома — мРНК, в то время как в трансляции вирусной мРНК ее участия не требуется. В клетках, зараженных ви­русом гриппа аналогичные структуры утилизируются в качестве затравок для репликации вирус-спе­цифической РНК и синтеза мРНК.

Генетические исследования выявили, что ген 34 реовируса отве­чает за прекращение синтеза РНК и белка клетки-хозяина, в то время как ген 31 определяет эффективность прекращения синтеза ДНК клетки-хозяина.

Несомненно, что цитопатический эффект, наблюдаемый при вирусной инфекции, связан с индуци­рованным действием вируса на метаболизм клетки-хозяина, од­нако механизм, ответственный за специфические изменения, пока неизвестен. Даже если нет гистологически очевидного цитопатического эффекта, вирусная инфекция специфически изменяет характеристики обмена клетки-хозяина, включая угнетение син­теза некоторых специализированных клеточных продуктов. Это видно на примере уменьшения син­теза некоторых гормонов эндокринными клетками, зараженными вирусом лимфоцитарного хориоменингита. Происходящие изменения могут оказывать глубокое влияние на организм.

Существуют и другие факторы вирулентности Гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа — это два гликопротеина вирусной оболочки, которые являются факторами вирулентности в том смысле, что они регулируют инфекционность вирионов потомства, выходящих из зараженных клеток в определенных тканях.

У вируса бешенства фактором вирулентности для инфициро­вания центральной нервной системы после прямой внутрицеребральной инокуляции является поверхностный гликопротеин. Аттенуация связана с заменой одной аминокислоты в специфическом участке поли­пептида. Но чем обусловлен механизм аттенуации: нарушением связывания вируса с клетками или какими-либо другими аспектами репликации вируса неизвестно.

Однако указанные ре­зультаты свидетельствуют о высокой специфичности факторов, вовлеченных во взаимодействие вирус—клетка.

Генетические исследования аттенуированных реовирусов показали, что, хотя в этих вирусах присутствует ген 31 типа 3, определяющий сродство к нейронам, указанный эффект детерминирован геном М2, который играет роль в регуляции интенсивности репликации и таким путем изменяет вирулент­ность.

Анализ болезни экспериментального кератита, вызванного у кроликов рекомбинантами вируса простого герпеса сконструированными путем скрещива­ния между штаммами, ответственными за определенную картину глазной болезни, показал, что эта картина детерминируется спе­цифическими участками генома, расположенными в пределах одного фрагмента ДНК. Этот участок генома кодирует гликопротеины вирусной оболочки, а также функции вируса, связанные с формированием синцития.