Ужасно подробный отчет о вспышке вируса Эбола в 1989 году в обезьяннике в Рестоне, штат Вирджиния, напугал миллионы читателей книги Ричарда Престона «Горячая зона» (1994, Random House). Эбола, обычно встречающаяся в Африке, в большинстве случаев убивает людей с ужасающей эффективностью. Тем не менее штамм, появившийся в Рестоне, пощадил рабочих, которые заразились, даже убивая обезьян.
Исследовательская группа из Национального института здравоохранения в Бетесде, штат Мэриленд, возможно, раскрыла ключевой механизм, с помощью которого Эбола разрушает клетки в кровеносных сосудах и других местах, вызывая массивное кровотечение и другие симптомы. Ученые, возможно, также выяснили, почему лихорадка Эбола не оказалась смертельной для людей в Рестонском учреждении.
«Это определенно дает потенциальное объяснение», - говорит Гэри Дж. Набель, чья команда в NIH описывает свои открытия в августовском журнале Nature Medicine.
Два года назад Набель, Чжи-ён Ян и их коллеги из Национального института здоровья сообщили о своих первоначальных исследованиях гликопротеина лихорадки Эбола. Вирус производит эту богатую сахаром молекулу в секретируемой форме и в более крупной версии, которая становится частью поверхности новых копий вируса. Секретируемая форма, по-видимому, подавляет иммунные клетки, тогда как поверхностный гликопротеин связывается с так называемыми эндотелиальными клетками, которые составляют выстилку кровеносных сосудов (СН: 14.02.98, стр. 102).
Набель и его коллеги обнаружили, что поверхностный гликопротеин не только помогает лихорадке Эбола проникнуть в эндотелиальные клетки. Когда ученые добавили ген, кодирующий белок, в клетки человека, выращенные в лаборатории, они заметили, что клетки приобрели более округлую форму в течение следующих 24 часов. Клетки также отделялись друг от друга и через 2-3 дня гибли.
Эти наблюдения показывают, что не связывание лихорадки Эбола с клеткой вызывает ее смерть, а более поздний синтез вирусного гликопротеина внутри клетки, который оказывается фатальным. Набель предполагает, что белок Эбола должен достичь определенного порога, прежде чем он убьет. Это даст вирусу достаточно времени, чтобы заставить инфицированную клетку сделать новые копии вируса. Затем смерть клетки приведет к распространению этих вирусов.
В дополнение к простым экспериментам с клетками команда Набеля работала с целыми кровеносными сосудами, взятыми у людей и животных. Исследователи заразили эти клетки вирусом простуды, который они разработали, чтобы нести ген гликопротеина Эбола. В течение 48 часов началось массовое отмирание эндотелиальных клеток, и кровеносные сосуды стали негерметичными. Такие эффекты могут привести к внутреннему и внешнему кровотечению, вызванному лихорадкой Эбола.
«Я думаю, что это объясняет некоторые аспекты кровотечения. Вероятно, это отправная точка каскада событий», - говорит Набель. «Это создает хаос в том смысле, что вызывает гибель большого количества клеток, что затем вызывает нарушения свертывания крови и другие проблемы».
Использование кровеносных сосудов человека в экспериментах делает выводы Набеля особенно убедительными, говорит Роберт А. Лэмб, изучающий вирусные гликопротеины в Северо-Западном университете в Эванстоне, штат Иллинойс.
Путем мутации гена гликопротеина для получения вариантов, не убивающих клетки, исследователи также определили область вирусной молекулы, которая необходима для его деструктивного поведения. Предыдущие исследования показали, говорит Набель, что штамм лихорадки Эбола Рестона отличается в этом регионе по сравнению со штаммом-убийцей из Заира, который изучает его группа.
Действительно, когда ученые NIH повторили свои эксперименты с гликопротеином из штамма Reston, молекула убивала клетки и разрушала кровеносные сосуды нечеловеческих приматов, но не повреждала клетки человека.
Следующей важной задачей группы Набеля, по словам Лэмба, является установление того, как гликопротеин Эболы убивает человеческие клетки. Ученые подозревают, что он связывается с белком внутри клеток, и Набель предполагает, что лекарства, препятствующие этому взаимодействию, ограничат распространение лихорадки Эбола в организме и дадут иммунной системе время для устранения инфекции.