Вирусът на Epstein-Barr може да повлияе на здравето по повече от известните начини

Мащабно проучване, проведено от учени от Cincinnati Children's, съобщава, че вирусът Epstein-Barr (EBV) - най-известен с причиняването на мононуклеоза - също увеличава рисковете за някои хора от развитие на седем други основни заболявания.

свързан

Тези заболявания са: системен лупус еритематозус (SLE), множествена склероза (MS), ревматоиден артрит (RA), ювенилен идиопатичен артрит (JIA), възпалително заболяване на червата (IBD), целиакия и диабет тип 1. В съчетание тези седем заболявания засягат близо 8 милиона души в САЩ.

Резултати от изследването, публикувани на 12 април в списание Nature Genetics. Проектът беше ръководен от трима учени: д-р Джон Харли, д-р, директор на Центъра за автоимунна геномика и етиология (CAGE) към Cincinnati Children's и преподавател в медицинския център на Cincinnati VA; Лия Котян, д-р, имунобиологичен експерт с CAGE; и Матю Уейрауч, д-р, изчислителен биолог в центъра. Критичен принос направиха д-р Xiaoting Chen и д-р Mario Pujato, и двамата също в CAGE.

Изследването показва, че протеин, произведен от вируса на Epstein-Barr, наречен EBNA2, се свързва с множество места по човешкия геном, които са свързани с тези седем заболявания.

Като цяло, изследването хвърля нова светлина върху това как факторите на околната среда, като вирусни или бактериални инфекции, лоша диета, замърсяване или други опасни експозиции, могат да взаимодействат с човешкия генетичен план и да имат последствия, влияещи върху заболяването.

„Сега, използвайки геномни методи, които не бяха на разположение преди 10 години, изглежда, че компонентите, произведени от вируса, взаимодействат с човешката ДНК на местата, където генетичният риск от заболяване е повишен“, казва Харли. "И не само за лупус, но и за всички тези други заболявания."

Пълното въздействие на това проучване може да отнеме години, за да се проучи. Ето някои от първоначалните последици:

Нова загриженост относно „болестта на целувките“

EBV е поразително разпространен вирус. В САЩ и други развити страни повече от 90% от населението се заразява до 20-годишна възраст. В по-слабо развитите държави 90% от хората се заразяват до 2-годишна възраст. Веднъж заразен, вирусът остава в хората през целия си живот.

Мононуклеозата, която причинява седмици на силна умора, е най-честото заболяване, причинено от EBV. Моно получи прякора „болестта на целувките“ преди години, защото вирусът се разпространява предимно чрез контакт със слюнката.

През годините учените свързват EBV с няколко други редки състояния, включително някои видове рак на лимфната система. Харли, който е посветил голяма част от кариерата си на изучаване на лупус, е открил възможни връзки между лупус и EBV преди години. Тази работа включва предлагане на механизми, които имунната система използва в отговор на вируса, който води до лупус, и показва, че децата с лупус почти винаги са заразени с EBV.

Днешното проучване добавя тежест към тези находки на лупус и добавя още шест добре известни заболявания към списъка.

"Това откритие вероятно е достатъчно фундаментално, че ще подтикне много други учени по света да преразгледат този вирус при тези нарушения", казва Харли. „Като следствие и ако приемем, че други могат да възпроизведат нашите открития, това може да доведе до терапии, начини за превенция и начини за предвиждане на болести, които сега не съществуват.“ Засега не съществува ваксина, която да предотврати EBV инфекцията.

„Мисля, че сме измислили наистина силна обосновка за насърчаване на хората да полагат повече усилия“, казва Котян. "Някои EBV ваксини са в процес на разработка. Мисля, че това проучване може да ги насърчи да продължат напред по-бързо и с нови усилия."

Как EBV отвлича нашата имунна система

Когато станат вирусни и бактериални инфекции, телата ни реагират, като заповядат на В клетките в имунната ни система да извадят антитела за борба с нашествениците. Когато обаче се появят EBV инфекции, се случва нещо необичайно.

Вирусът EBV нахлува в самите В клетки, препрограмира ги и поема контрола върху техните функции. Детският изследователски екип на Синсинати откри нова улика за това как вирусът прави това, процес, който включва малки протеини, наречени транскрипционни фактори.

Телата ни имат около 1600 известни транскрипционни фактора, които работят в нашия геном. Всяка клетка използва подмножество от тях, за да стане това, което е и да реагира на заобикалящата ги среда. Тези протеини постоянно се движат по нишките на нашата ДНК, като включват и изключват специфични гени, за да се уверят, че клетките функционират както се очаква.

Когато обаче транскрипционните фактори променят това, което правят, нормалните функции на клетката също могат да се променят и това може да доведе до заболяване. Детският екип на Синсинати подозира, че транскрипционният фактор EBNA2 от EBV помага да се промени начина, по който функционират заразените В клетки и как тялото реагира на тези заразени клетки.

Новата статия показва, че седем на пръв поглед несвързани болестни състояния всъщност споделят общ набор от анормални транскрипционни фактори, всеки от които е засегнат от протеина EBNA2 от вируса Epstein-Barr. Когато тези свързани с EBNA2 клъстери на транскрипционни фактори се прикрепят към една част от генетичния код, изглежда рискът от лупус нараства. Когато същите транскрипционни фактори кацнат върху друга част от кода, рискът от множествена склероза изглежда се увеличава. И така нататък.

"Обикновено смятаме, че транскрипционните фактори, които регулират човешката генна експресия, са човешки", казва Котян. "Но в този случай, когато този вирус инфектира клетките, вирусът създава свои собствени транскрипционни фактори и тези седят върху човешкия геном при варианти на риск от лупус (и при варианти за други заболявания) и това е, което подозираме, че увеличава риска болест. "

Появяват се нови потенциални клиенти за подобряване на лечението

Остава неясно колко случая от седемте болести, изброени в проучването, могат да бъдат проследени до предишна инфекция с EBV. Ще бъдат необходими още геномни анализи, включващи много повече пациенти с тези заболявания, за да се направят надеждни оценки.

"Въздействието на вируса вероятно ще варира в зависимост от болестите", казва Харли. "При лупус и МС, например, вирусът може да представлява голям процент от тези случаи. Нямаме усещане за пропорцията, в която вирусът може да бъде важен при другите свързани с EBNA2 заболявания."

Пробивната идентификация на специфични транскрипционни фактори, свързани с EBV инфекции, отваря нови направления на изследване, които могат да ускорят усилията за намиране на лек.

„Същият този състав е злодей в множество заболявания, свързани с имунната система“, казва Уейрауч. "Те играят тази роля по различни начини и го правят на различни места във вашия геном, но това са едни и същи зловещи герои. Така че, ако можем да разработим терапии, за да ги спрем да правят това, това би помогнало на множество заболявания."

Редица съединения - някои експериментални, някои одобрени като лекарства за други състояния - вече са известни, че могат да блокират някои от високорисковите транскрипционни фактори, изброени в статията, казва Weirauch. Екипите на Cincinnati Children's започнаха по-задълбочени проучвания на някои от тези съединения.

Констатациите далеч надхвърлят EBV

Докато констатациите, свързани с EBV, включват повече от 60 човешки протеини, свързани със седем заболявания, изследователският екип на Cincinnati Children's вече е предприел огромна следваща стъпка. Те прилагат едни и същи аналитични техники, за да дразнят връзките между всички 1600 известни транскрипционни фактора и известните генни варианти, свързани с повече от 200 заболявания.

Резултатите от този масивен кръстосан анализ се появяват и в днешното проучване. Документирани са интригуващи асоциации, включващи 94 условия.

„Нашето проучване разкри потенциални потенциални клиенти за много други заболявания, включително рак на гърдата“, казва Харли. "Не можем да проследим всичко това, но се надяваме, че и други учени ще го направят."

След като е посветил десетилетия на проучване на причините за появата на лупус, Харли казва, че това проучване представлява най-важното откритие в кариерата му. "Бил съм съавтор в почти 500 статии. Този е по-важен от всички останали, взети заедно. Това е крайъгълен камък в кариерата в медицинските изследвания", казва той.

Софтуерът зад откритията ще бъде публично достояние

Откриването и проследяването на дейностите на тези транскрипционни фактори отнема години работа с участието на десетки лабораторни и изчислителни експерти.

Проектът изисква събиране на масивни генетични данни, след което се анализира всяка генетична промяна, засягаща активността на вируса. За да направите това, е необходимо създаването на два нови алгоритма, наречени RELI и MARIO, които са разработени в Cincinnati Children's от Weirauch и колеги.

Както софтуерните инструменти, така и свързаният уебсайт ще бъдат публично достъпни.

"Ще се постараем не само да направим компютърен код достъпен, но и всички данни и всички резултати", казва Weirauch. "Смятаме, че това е интересен подход, който може да има последици за много заболявания, затова се свързваме с експерти по различните заболявания и споделяме резултатите и виждаме дали те искат да си сътрудничат, за да ги проследим."

РЕЧНИК НА УСЛОВИЯТА

Какво представлява вирусът на Epstein-Barr?

Вирусът на Epstein-Barr (EBV) е изключително разпространен вирус, който обикновено се разпространява чрез слюнка. EBV причинява мононуклеоза и е свързана с нарастващ брой други заболявания. Изследване, ръководено от Cincinnati Children's, публикувано днес в Nature Genetics, добавя седем заболявания към този списък.

Какво е мононуклеоза?

Известен също като "моно" и наречен "болест на целувките", симптомите на това състояние включват силна умора, треска, болки в гърлото, болки в главата и тялото, подути лимфни възли на врата и подмишниците, подут черен дроб или далак или и двете, и обрив, според Центровете за контрол и превенция на заболяванията. Повечето хора се оправят след две до четири седмици. Някои хора обаче могат да се чувстват уморени още няколко седмици.

Какво е В клетка?

В клетките са вид бели кръвни клетки, намиращи се в имунната система. Тези клетки произвеждат антитела в отговор на инфекции от бактерии, вируси и други нашественици. Вирусът на Epstein-Barr заразява малка част от тези клетки.

Какво е транскрипционен фактор?

Транскрипционните фактори са протеини, които "включват и изключват" гени. Тези протеини помагат за насочване на растежа, деленето и смъртта на клетките. Те също така контролират миграцията и организацията на клетките. Известни са около 1600 човешки транскрипционни фактора, които вършат своята работа по човешкия геном. Тези протеини променят експресията на гени, за да образуват РНК, което в много случаи води до образуване на други протеини, които променят начина, по който клетките се образуват и функционират.

Какво е ДНК вариант?

ДНК геномът на всеки човек съдържа над 3 милиарда ДНК бази. Повечето бази са абсолютно еднакви за всеки човек. Около 1% от основите обаче могат да бъдат различни и те създават разнообразие между хората. Вариантите могат да променят начина на производство на протеини или да променят регулаторните процеси, които водят до производството на протеини.

Какво е вариант с генетичен риск?

Когато е известно, че вариант на ДНК увеличава риска от заболяване, той се нарича вариант на генетичен риск. Някои варианти увеличават риска от множество заболявания, а някои варианти са специфични за една болест.