Чувствительность человека к вирусам изменяется в течение суток
Биологические часы человека влияют на способность вирусов к размножению и распространению по организму, установили* ученые из Университета Кембридж (Великобритания). Они полагают, что это объясняет высокую подверженность вирусным инфекциям сменных рабочих, чьи суточные ритмы часто нарушены.
Когда вирус попадает в организм, он использует его клеточные системы и ресурсы для того, чтобы обеспечить собственное размножение и распространение. Однако имеющиеся у организма ресурсы варьируют в течение суток, в частности в результате действия суточных (циркадных) ритмов. Циркадные ритмы определяют многие аспекты деятельности организма человека – сон, температуру тела, выделение гормонов и т.д., и контролируются целым рядом генов, в том числе генами Bmal1 и Clock.
Чтобы выяснить влияние циркадных ритмов на чувствительность организма к вирусам, ученые провели эксперименты на мышах: они заражали животных вирусом герпеса в разное время суток и измеряли уровень репликации вирусов. Мыши жили в искусственных условиях, имитирующих природную смену дня и ночи: 12 часов света сменялись у них 12 часами темноты.
Читайте также: Что поможет в лечении особо опасных вирусных инфекций?
Исследователи обнаружили, что при заражении в самом начале дня, когда мыши, будучи ночными животными, переходят в фазу отдыха, уровень репликации вирусов был в 10 раз выше, чем при заражении через ближе к вечеру, когда животные переходят в активную фазу. У мышей с нарушенными циркадными ритмами (с отсутствующим геном Bmal1) высокий уровень репликации вирусов наблюдался независимо от времени заражения.
«Время заражения в течение дня может значительно влиять на нашу чувствительность к заболеванию или, по крайней мере, на репликацию вируса, что означает, что заражение в неподходящее время может вызвать более тяжелое течение острой инфекции», – объясняет один из авторов работы профессор Ахилес Редди. «Это согласуется с недавними исследованиями, показавшими, что то, в какое время суток введена вакцина от гриппа, влияет на ее эффективность».
Кроме того, ученые обнаружили сходные суточные вариации в репликации вирусов в культурах клеток, то есть в отсутствие влияния иммунной системы. В мутантных клетках с не работающими циркадными ритмами отмечалось усиление репликации как вируса герпеса, так и вируса гриппа А, имеющих разные механизмы попадания в клетку и репликации.
Как известно, каждая клетка в организме человека имеет внутренние биологические часы, которые помогают ей приспосабливаться к окружающей среде. При этом ген Bmal1, участвующий в формировании суточных ритмов клетки, также изменяет активность в течение года: в зимние месяцы он менее активен, чем в летние. Ученые полагают, что это может быть одной из причин большей подверженности человека вирусным инфекциям в зимнее время.
Читайте также: Как вирусы влияют на человека и окружающую среду?
На культурах клеток также было показано, что вирус герпеса, может вмешиваться в работу молекулярных механизмов, контролирующих суточные ритмы клетки, и «подстраивать» их под себя, создавая оптимальные условия для размножения.
Если внутренние биологические часы человека играют роль в его защите от патогенных агентов, то это означает, что их молекулярные «винтики» и «колесики» могут стать универсальной мишенью для противовирусных лекарственных средств.
Читайте также: Синтезирована молекула, способная нейтрализовать различные вирусы
* Edgara RS, Stangherlina A, Nagya AD, Nicollc MP, et al. Cell autonomous regulation of herpes and influenza virus infection by the circadian clock // PNAS; e-pub 15 Aug 2016. DOI: 10.1073/pnas.1601895113
На фото: вирионы вируса простого герпеса (фиолетовый цвет) в клетке (серый цвет); просвечивающая электронная микроскопия (TEM).
