Статьи

Ученые и философы до сих пор так и не решили, чем или кем считать вирус. Вне клеток он не проявляет никаких признаков живого объекта, в нем не могут происходить никакие активные процессы. Вирус – это короткая РНК или ДНК, упакованная в некоторое количество белка. И все! Из вирусов в таком состоянии можно сделать, например, камушек, покрыть лаком и повесить себе на шею. Но, попав в клетку, вирус «раздевается» от белков оболочки и начинает хозяйничать внутри, как живой. В итоге большинство ученых сошлись на том, что вирусы – промежуточное образование между миром живой и неживой природы.

Если вирусу не мешать

Чтоб попасть в клетку, вирус контактирует белком на своей поверхности с рецептором клетки, клетка в итоге решает, что вирус это что-то ценное и интересное и сама захватывает его внутрь. Или вирус поступает еще проще, сливаясь своей оболочкой с мембраной клетки, с тем же результатом.

Проникнув в клетку, вирус «раздевается», освобождаясь от белков оболочки, и встраивается в молекулу ДНК клетки. Теперь при считывании информации с ДНК будет считываться одновременно и вирусная информация. При расшифровке человеческой ДНК обнаружилось, что больше половины ее длины не кодирует вообще никакой информации.

Эти участки были названы «генетическим хламом». Выяснилось, что немаленькая часть этого мусора представляет собой встроившиеся когда-то очень давно в ДНК вирусы. Но то ли у них что-то пошло не так, то ли инфекции не получилось, то ли клетка не смогла это обнаружить и вычистить из своей ДНК, так и передавая этот информационный мусор из поколения в поколение. В результате «генетические шлаки» обнаруживаются там, где обнаруживаются.

Когда вирус встроился в ДНК клетки, все нормальные процессы жизнедеятельности в ней нарушаются, так как вирусная ДНК заставляет клетку работать лишь на себя, производя огромное количество новых вирусных частиц и белковой «одежды» для них. В итоге клетка начинает работать как огромная фабрика, штампующая бесконечные копии-клоны вируса.

Интересно, что вирус может использовать для своих целей даже практически мертвые клетки-зомби, у которых от старости или другого повреждения серьезно нарушена ДНК, и которые сами через пару часов были бы уже полностью уничтожены. Проникнув в такую клетку, вирус реанимирует ее, гасит механизм саморегуляции, в том числе и нарушая сигнал о том, что пора бы и самоубиться (умереть апоптозом), и использует клетку в своих целях. Этот механизм рассматривается некоторым учеными как возможный фактор, связывающий вирусные инфекции и повышенный риск образования опухолей.

Вирусные частицы собираются на клеточном конвейере, одеваются в белки своей оболочки, произведенные клеткой, и массово выходят из нее в поисках новых клеток, чтоб повторить весь цикл. Клетка после такого воздействия чаще всего не выживает.

Мы будем защищаться!

Если вирусу не повезло, то пока он искал клетку, на него уже отреагировали узнавшие его антитела. Антитела облепили вирус, сделав его крайне удобной и привлекательной мишенью для макрофага. Впрочем, и без антител макрофаг тоже поглощает вирусы, просто менее активно.

Съевший вирус макрофаг переваривает его, расщепляя на части, и эти части в специальной «упаковке» с рецептором он выставляет на своей поверхности. Этот процесс называется презентацией антигена. Части вируса, поданные макрофагом в таком виде, активируют лимфоциты (Т-хелперы, цитотоксические Т-лимфоциты, В-лимфоциты), что приводит к резкому увеличению количества клеток, распознающих этот вирус и способных его уничтожить, а также приводит к выработке плазмоцитами антивирусных антител.

После презентации вирусного антигена и развития иммунного ответа на этот антиген для вируса становится почти невозможным избежать обнаружения себя противовирусными антителами, на антитела реагирует также и система комплемента, также прилепляясь сверху и посылая сигналы тревоги для иммунных клеток. В результате вирус путешествует уже в виде иммунного комплекса. В таком виде он замечается даже теми клетками иммунной системы, которые раньше могли бы его пропустить.

Ситуация с поеданием вируса и презентацией антигенов повторяется снова и снова, вызывая лавинообразную активацию иммунитета. Теперь количество вирусных частиц совершенно не важно – клеток, способных с ними бороться, будет достаточно.

На аналогичном принципе работает и иммунитет против бактерий, и прививки. В случае прививок в организм вводят специально обработанный микроб, не способный вызвать заболевание, но узнаваемый иммунной системой, а чаще всего вводят лишь его части. В итоге, если настоящий вирус или бактерия проникнет в организм, получивший опыт с прививкой, они не будут иметь в запасе того времени, что нужно было бы иммунной системе для подготовки полноценного ответа, и сразу встретятся с антителами против себя и/или с клетками, узнавшими этот микроб.

Презентация антигена – функция не только макрофагов, и даже не только клеток иммунной системы. Любая зараженная вирусом клетка в итоге хозяйничания вируса внутри выставляет на своей поверхности фрагменты вирусных белков в комплексе со специальным рецептором. Некоторые вирусы могут подавлять эту функцию клеток, что позволяет им маскироваться дольше. Иногда это подавление приводит к тому, что клетка не выставляет никакого сигнала – ни вирусных частиц, ни рецептора «Я своя, здорова, все хорошо!».

Все клетки организма постоянно патрулируются двумя типами лимфоцитов: натуральными киллерами и цитотоксическими Т-лимфоцитами. Натуральные киллеры не нуждаются в дополнительном обучении, они проверяют сигнал «У меня все хорошо, я своя!» на клетках, и если этого сигнала не видят или он искажен, то сразу же уничтожают такую клетку, что работает и в случае заражения вирусами, и в случае опухолевого изменения.

Цитотоксические Т-лимфоциты проверяют «паспорт» клетки, и если они узнают фрагменты вируса в комплексе со специальным рецептором, то также уничтожают такую клетку. Цитотоксических Т-лимфоцитов, способных узнать фрагмент данного конкретного вируса на клетке, будет тем больше, чем активнее до этого происходил процесс презентации вирусных антигенов. Такой механизм работает и в случае заражения вирусом, и в случае других внутриклеточных инфекций.

Натуральные киллеры относятся к системе врожденного иммунитета, цитотоксические Т-лимфоциты – к приобретенному. Также зараженные клетки начинают производить интерферон, который предупреждает об опасности соседние клетки и является сигналом тревоги для клеток иммунной системы.

Практически любая зараженная вирусом клетка может производить интерферон. Его функция – сделать соседние клетки менее восприимчивыми к вирусу. Интерферон крайне активен, всего одной молекулы достаточно, чтоб защитить всю клетку, запустив механизм, который подавляет производство нужных вирусу белков, а иногда и нарушает этап «одевания» вируса. В итоге даже если вирус удачно проникнет в соседнюю клетку, встроится в ДНК и попытается размножиться, фабрика по сборке вирусных частиц будет работать крайне неэффективно, а, возможно, что и полностью остановится. Это поможет клетке выжить, а также остановить инфекцию.

С вирусами боролась Татьяна Тихомирова, к.м.н., иммунолог-аллерголог 

Ссылки по теме:

Как на самом деле работает иммунитет. Защита от вирусов

Как на самом деле работает иммунитет. Защита против бактерий