• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.04.2024
НИУ ВШЭ
902

Российские ученые объяснили легкое течение омикрона

4.5

Команда исследователей с участием ученых НИУ ВШЭ создали математическую модель, описывающую течение инфекции, вызванной двумя вариантами коронавируса, омикроном и дельтой, и объяснили их отличия. Оказалось, что омикрон медленнее проникает в клетку, за счет чего у нее есть время оповестить соседние клетки об опасности и заставить их активировать врожденный иммунитет. Разработанная математическая модель может применяться для изучения любых вариантов Covid-19, что позволит эффективнее бороться с новыми потенциально опасными штаммами, включая пиролу и JN.1.

Российские исследователи объяснили легкое течение омикрона
Российские исследователи объяснили легкое течение омикрона / © Getty images

Исследование опубликовано в журнале PeerJ. Всемирная организация здравоохранения отменила статус пандемии для вируса Covid-19 в мае 2023 года, однако это не означает, что коронавирус перестал представлять угрозу. Он остался в популяции и продолжает распространяться и мутировать. Одними из самых активных вариантов на сегодняшний день являются производные варианта омикрон. Он существенно отличается от других известных вариантов коронавируса. Омикрон гораздо заразнее, чем его предшественники, но при этом заболевание протекает легче и реже вызывает осложнения.

Covid-19 проникает в клетку с помощью белка-шипа (спайк-белка), которым он прикрепляется к мишеням — рецепторам на поверхности клеток. При этом вариант дельта пользуется механизмом разрезания собственных белков, что позволяет мгновенно впрыскивать генетический материал вируса в клетку. Штамм омикрон в результате мутаций утратил эту способность и стал проникать гораздо медленнее через особые мембранные пузырьки.

Команда российских исследователей с участием ученых факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ смоделировала процесс проникновения штаммов омикрон и дельта в клетку и описала дальнейшее распространение вируса в тканях организма с помощью математических методов.

«Математика активно используется в биологии. С одной стороны, с ее помощью можно точно описать сложные биологические процессы, а с другой — математическое моделирование позволяет посмотреть на отдельные компоненты этих процессов и увидеть то, что невозможно увидеть в эксперименте: например, как клетка расходует липиды и белки при вирусном процессе, — рассказывает один из авторов исследования Евгений Князев, заведующий Лабораторией молекулярной физиологии НИУ ВШЭ. — В предыдущей работе с помощью математики мы изучили особенности исходного варианта коронавируса и дельты только для модели кишечного эпителия, а в этот раз адаптировали математическую модель с учетом поведения варианта омикрон в эпителии кишечника и легких».

Предложенная модель основывается на реальных экспериментальных данных. Ученые заражали клетки кишечника и легких штаммами дельта и омикрон и наблюдали, как быстро вирус проникает в клетку, сколько клеток заражает, как быстро их убивает. Эксперимент проводили на материале кишечника и легких, потому что именно эти органы имеют наибольшее количество рецепторов, с которыми связывается вирус. При этом если поражение легких, как правило, сопровождается клиническими проявлениями болезни — кашлем, повышенной температурой, то кишечник может служить скрытым резервуаром инфекции и не давать явных симптомов.

Когда вирус проникает в организм, у человека активируется два уровня иммунитета: врожденный, эволюционно более древний, при активации которого в том числе выделяются особые молекулы, цитокины, и приобретенный, связанный с работой особых клеток, лимфоцитов, и выработкой антител к вирусу. Ученых интересовал врожденный иммунитет и местная реакция на чужеродные белки вируса. Чтобы исключить влияние приобретенного иммунитета, для эксперимента использовались бессмертные клеточные линии легких и кишечника.

«В биологических исследованиях мы часто используем не здоровые человеческие клетки, а так называемые бессмертные клеточные линии. Это человеческие раковые клетки, способные делиться бесконечно, поэтому их и называют бессмертными. В лабораториях их используют в качестве модели, поскольку они довольно стабильны, предсказуемы и в то же время очень похожи на эпителий соответствующих органов», — объясняет Евгений Князев.

Результаты лабораторного эксперимента затем представили в виде математической модели, которая позволила обнаружить дополнительную причину легкого течения омикрона. Оказалось, что дело не только в более медленном проникновении вируса в клетку по сравнению с дельтой, но и в более сильной активации врожденного иммунитета. При контакте с обоими вариантами зараженные клетки выпускают сигнальные молекулы, цитокины, которые оповещают соседние клетки об опасности и призывают включить защиту. Однако сила эффекта от этого явления разная. Если при дельте даже оповещенные клетки заражаются, то при омикроне сопротивляемость оповещенных цитокинами клеток становится практически абсолютной.

«Математическое моделирование позволяет нам предсказывать, как поведет себя вирус при мутациях, и, соответственно, находить способы реагировать на новые вызовы. Например, с 2023 года начал распространяться новый вариант коронавируса — пирола, который вновь научился использовать фермент клеток, разрезающий спайк-белок вируса при входе. А производный от пиролы вариант коронавируса JN.1 на данный момент уже стал доминирующим вариантом в мире. Чтобы снизить опасность новых штаммов, мы должны найти способ замедлить вход вируса в клетку и дать шанс врожденному иммунитету отреагировать», — рассказывает Евгений Князев.

По мнению ученых, возможным решением, помимо разработки усовершенствованных вакцин для борьбы с вирусом, может быть переориентирование существующих лекарственных препаратов на лечение ковида, если они способны влиять на релевантные белки.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:30
Березин Александр

Известный американский отраслевой обозреватель Эрик Бергер взял интервью у экипажа космического корабля Boeing, из-за технических проблем которого два астронавта задержались на орбите на девять месяцев вместо одной недели. Детали, которые они озвучили, указывают на серьезные проблемы Starliner, о которых ранее умалчивали. Люди провели немало времени при глубоко нештатной температуре. При слегка другом сценарии миссии экипаж корабля мог погибнуть. Официальные заявления NASA и Boeing сразу после июньского полета к МКС, судя по интервью, были заведомо неправдивыми.

Вчера, 12:59
Unitsky String Technologies Inc.

Рынок электромобилей стремительно расширяется. На нем представлены не только пассажирские, но и грузовые модели, а также специализированный транспорт. Сегодня главные задачи по совершенствованию транспорта на электрической тяге — увеличение пробега на одной заправке (зарядке), повышение емкости и долговечности накопителей, применение экологически «чистых» аккумуляторов на всем его жизненном цикле. Все эти задачи связаны с одним важным конструктивным элементом — аккумуляторной батареей, которая все еще остается «головной болью» многих ученых и конструкторов мира. Над решением этих задач работают и специалисты компании UST Inc. Результаты их исследований показывают, что ставку в ближайшей перспективе нужно делать не на литий-ионные аккумуляторы.

5 часов назад
Игорь Байдов

Богатые люди в США могут позволить себе лучшие клиники, персональных врачей и здоровое питание. Но они все равно умирают раньше, чем их состоятельные сверстники в Европе. Авторы нового исследования выяснили, что разрыв в продолжительности жизни между Старым Светом и Америкой сохраняется на всех уровнях богатства.

Вчера, 16:30
Березин Александр

Известный американский отраслевой обозреватель Эрик Бергер взял интервью у экипажа космического корабля Boeing, из-за технических проблем которого два астронавта задержались на орбите на девять месяцев вместо одной недели. Детали, которые они озвучили, указывают на серьезные проблемы Starliner, о которых ранее умалчивали. Люди провели немало времени при глубоко нештатной температуре. При слегка другом сценарии миссии экипаж корабля мог погибнуть. Официальные заявления NASA и Boeing сразу после июньского полета к МКС, судя по интервью, были заведомо неправдивыми.

31 марта
Татьяна

Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.

Позавчера, 07:03
Мария Азарова

Ученые из Австралии исследовали влияние сексуальной активности, а именно — самоудовлетворения и полового контакта с партнером — на объективные и субъективные параметры сна, в том числе на мотивацию поутру и готовность к новому дню.

6 марта
Юлия Трепалина

В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно