КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 23-25-10102
НазваниеЭпитранскриптомные модификации в развитии персистенции SARS-COV-2 у пациентов, перенесших COVID-19: участие N6-аденозин-метилтрансфераз клеток хозяина
РуководительБалан Ольга Викторовна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук", Республика Карелия
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2023 г. - 2024 г. |
Конкурс№76 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс).
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-108 - Иммунология
Ключевые словаэпитранскриптомные модификации, 6N-аденозилметионинтрансферазы, вирусные инфекции, SARS-CoV-2, моноциты
Код ГРНТИ76.03.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В связи с распространением новой коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV2, все большую актуальность приобретают исследования биологии вируса и его взаимодействий с организмом хозяина, а также возможности его персистенции в латентной форме. Установление латентности – достаточно сложно регулируемый процесс, который позволяет вирусам временно принимать альтернативное состояние, в течение которого литические вирусные гены остаются транскрипционно неактивными в результате их связывания с эпигенетическими маркерами. Механизмы инициации и поддержания персистенции вирусов, в том числе РНК-содержащих, in vivo разнообразны и во многом зависят от вида патогена. Так, для ряда вирусных заболеваний человека (ВИЧ, вирус гриппа А, RSV, HMPV, SV40 и др.) показана роль эпигенетических факторов и механизмов не только в этиологии и патогенезе заболевания, но и в установлении и поддержании вирусной персистенции. В соответствии с крайне немногочисленными данными, представленными в литературе, а также основываясь на собственных данных, частицы РНК вируса SARS-CoV-2, обнаруживаются в лейкоцитах периферической крови людей, перенесших COVID-19. Однако механизм персистенции SARS-CoV2 не установлен. В предлагаемом исследовании планируется на отдельных субпопуляциях моноцитов (классических, переходных и неклассических), полученных в ходе сортинга из периферической крови пациентов, перенесших COVID-19 и привлеченных к исследованию на разных сроках после выздоровления, количественно оценить содержание копий вируса SARS-CoV, а также выявить роль N6-метиладенозинтраснфераз и ключевых адаптерных белков (WTAP, VIRMA, HAKAI) хозяина в формировании и поддержании латентного состояния вируса SARS-CoV-2 у пациентов, перенесших Covid-19. Понимание этих механизмов является важнейшей и актуальной задачей современной медицины не только для выявления потенциальных мишеней, которые будут использованы для разработки эффектной таргетной терапии этих инфекций, но и с точки зрения установления причин развития патологических состояний, обусловленных хроническим воспалением, вызванным персистенцией вируса.
Ожидаемые результаты
На отдельных субпопуляциях моноцитов (классических, переходных и неклассических), полученных в ходе сортинга из периферической крови пациентов, перенесших COVID-19 и привлеченных к исследованию на разных сроках после выздоровления, будет дана количественная оценка содержанию копий вируса SARS-CoV, а также экспрессии N6-метиладенозинтраснфераз и ключевых адаптерных белков (WTAP, VIRMA, HAKAI); будет изучен профиль метилирования вирусной РНК; будут получены данные по взаимодействию вирусной РНК и метиладенозинтрансфераз клеток хозяина, а также выявлению роли неструктурных генов SARC-Cov-2 в этом процессе. В результате, в ходе выполнения предлагаемого проекта будут получены новые сведения о роли N6-метиладенозинтраснфераз, как одних из ключевых эпитранскриптомных модификаций РНК, а также о роли адаптерных белков в формировании метилтрансферазного комплекса, способствующих формированию и поддержанию латентного состояния вируса SARS-CoV-2 у пациентов, перенесших Covid-19.
Новые знания о механизмах взаимодействия вируса и хозяина могут быть использованы для разработки эффективных таргетных препаратов терапии постковидных состояний. Изученные аспекты эпигенетической и эпитранскриптомной регуляции могут определять фармакокинетические и фармакодинамические свойства имеющихся и инновационных противовирусных препаратов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Изучение эпитраскриптомных модификаций в контексте взаимодействия патоген-хозяин вызывает значительный интерес, прежде всего в связи с тем, что РНК-содержащие вирусы для своей жизнедеятельности используют внутриклеточные механизмы. Такие модификации РНК как N6-метилирование аденозина (m6A), способствуют не только репликации ряда вирусов, включая ВИЧ, вирус гриппа А, метапневмовирус человека (HMPV) и полиомавирус SV40, но и позволяют вирусным РНК избежать распознавания внутриклеточным сенсором врожденного иммунитета хозяина RIG-I. В отношении новой коронавирусной инфекции влияние модификации m6A, роль метилтрансфераз и адаптерных белков клеток хозяина в процессах репликации и персистенции вируса SARS-CoV-2 все еще остаются малоизученными и во многом спорными. Кроме того, механизмы инициации и поддержания персистенции вирусов in vivo разнообразны и во многом зависят не только от вида патогена, но и от типа клеток, которые они поражают. Известно, что клетки цельной крови - популяции Т- и В-лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов, демонстрируют разные паттерны метилирования ДНК и разные профили некодирующих РНК. Сходным образом отличаются и ковалентные модификации РНК, а, следовательно, ответ разных типов клеток на заражение одним и тем же вирусом, в первую очередь РНК-содержащим, будет разный.
Данный проект посвящен изучению роли эпитранскриптомных модификаций (N6-метилирование аденозина) в различных субпопуляциях моноцитов периферической крови пациентов, перенесших COVID-19 и привлеченных к исследованию на разных сроках после выздоровления. В ходе выполнения первого этапа работ методом иммунофлуоресцентной сортировки получены три субпопуляции моноцитов: CD14+/CD16- - классические, CD14+/CD16+ - переходные и CD14lo/CD16+ - неклассические. С использованием капельной цифровой ПЦР в обозначенных клетках проанализировано количественное содержание последовательностей РНК, кодирующих неструктурные вирусные белки Nsp1, Nsp3, Nsp6, Nsp14, Nsp16 – ключевые молекулярные детерминанты ремоделирования мембран. В исследуемых субпопуляциях выявлены статистически значимые различия в содержании некоторых Nsp. Наибольшее количество вирусных частиц (Nsp3, Nsp6, Nsp14) детектировалось в CD14lo/CD16+ моноцитах. Меньше всего частиц определялось в CD14+/CD16- клетках, что возможно связано с общим уменьшением количества классических моноцитов и возрастанием числа переходных и неклассических форм спустя 6-12 мес. после перенесенной инфекции. С другой стороны, возможно именно переходные и неклассические формы являются своеобразным резервуаром для SARS-CoV-2, что может выступать в качестве определяющего фактора в процессе развития постковидных состояний, ассоциированных с хроническим воспалением и формированием фиброзных изменений в легочной ткани. Получены новые данные о вовлечении метилтрансферазного комплекса клеток хозяина в сохранение вирусных частиц в течение года после перенесенной новой коронавирусной инфекции. Повышение уровня метиладенозинтрансфераз 3 и 14, адаптерных белков WTAP, HAKAI и VIRMA ассоциировано с увеличением количества нуклеотидных последовательностей РНК SARS-CoV-2.
Публикации