Дослідження розкриває біологію того, чому хвороба так сильно змінюється після того, як вона поширюється на велику рогату худобу, і створює основу для швидшого розпізнавання нових форм хвороби.
Коли пташиний грип H5N1 поширився серед молочної худоби США на початку 2024 року, він пощадив їхні легені та спричинив серйозні інфекції в копитах корів. В інших видів ссавців H5N1 вражає легені.
Дослідники зі Школи громадської охорони здоров’я Піттсбурзького університету спостерігали цю різницю в молекулярній структурі вірусу для зв’язування з клітинами. Структури, які дозволяють H5N1 зв’язуватися, були у великій кількості в розкладеній тканині, але майже відсутні в дихальних шляхах корів. Опубліковано Досягнення наукиДослідження дає перше пояснення біологічного механізму, що стоїть за цією закономірністю.
Чому H5N1 любив гниючих корів
Для вірусів грипу здатність інфікувати тварину чи орган частково залежить від знаходження відповідних рецепторів у їхніх клітинах. Ці рецептори містять специфічні глікани, молекули на основі цукру, які взаємодіють з вірусом як замок і ключ.
Суреш Кучіпуді, доктор філософії, старший автор дослідження та голова відділу інфекційних хвороб та мікробіології в Pitt Health, присвятив свою кар’єру вивченню грипу, приділяючи особливу увагу тому, як біологія рецепторів формує інфекцію. Але стандартні методи виявлення рецепторів у великої рогатої худоби залишили невирішеним питання.
Попередні дослідження, проведені іншими групами, використовували методи фарбування для ідентифікації гліканових рецепторів, пов’язаних з грипом, у бичачих носах, трахеях і легенях. Їх присутність не пояснює, чому тварини в основному уникли респіраторної інфекції. Дослідники повинні визначити, які з цих рецепторів H5N1 насправді може використовувати.
“Біологія гліканів дуже складна”, – сказав Кучіпуді. «Ми зрозуміли, що, щоб зрозуміти, що насправді відбувається, нам потрібно використовувати інноваційні технології та скласти точну детальну архітектуру, яка дозволяє вірусу прикріплюватися до клітин».
Кучіпуді співпрацював з Лорен Е. Пепі, доктором медичних наук Гарвардської медичної школи, експертом з глікоміки, повного каталогу гліканових структур. Команда об’єднала експерименти, які перевіряли зв’язування вірусу з фарбуванням і технікою зображення з надвисокою роздільною здатністю, щоб більш детально вивчити рецептори.
У цих експериментах лише певний підтип, званий N-пов’язаним рецептором сіалової кислоти, міг зв’язуватися з H5N1. Їх розподіл пояснює різницю між дихальними шляхами та гниттям. Кучіпуді сказав, що ці рецептори практично відсутні в респіраторній тканині корови, але вони широко поширені у вимені, що робить їх «ідеальним середовищем для розмноження вірусу».
Повітряно-крапельні інфекції затримують виявлення H5N1
Ця перевага коров’ячої тканини допомагає пояснити проблеми, з якими стикаються ветеринари, коли хвороба вперше з’являється у молочної худоби вздовж Техаського панхандла. У тварин постійно спостерігаються випадки гострого некротичного маститу, хворобливого запалення, яке вражає тканини молочних залоз, де виробляється молоко.
«Мастит — це класичне захворювання молочних тварин, і ветеринари ретельно шукали всіх звичайних підозрілих джерел, таких як бактеріальні збудники», — сказав Кучіпуді. «Коли справжнім винуватцем виявився пташиний грип, усі на полі були шоковані. Ми навіть не думали, що велика рогата худоба може бути носіями H5N1».
За кілька тижнів до виявлення H5N1 вірус поширюється серед стад, захворюючи на велику рогату худобу та заражаючи її оточення. Інфекція в сосках також забезпечила шлях для виходу вірусу через молоко тварини.
«Якщо корова захворіє, вона рознесе багато вірусу в молоко», — сказав Кучіпуді. «Це викликало занепокоєння щодо професійних ризиків для працівників ферм. Крім того, існує практика годування сирим молоком домашніх тварин, таких як коти, і були випадки смерті котів, які ми вивчали раніше».
Пастеризація ефективно вбиває вірус, підкреслив Кучіпуді, підкресливши важливість відмови від сирого молока.
Рецептори можуть позначати інших вразливих господарів
Зараз H5N1 вражає понад 100 видів птахів і ссавців у всьому світі. Дослідники пропонують використати свій підхід, щоб визначити, які інші види можуть стати господарями та які тканини вразливі. Раніше розпізнавання невідомої форми інфекції може дати медичним працівникам більше часу, щоб вжити заходів для обмеження її поширення.
«Ми можемо попередньо перевірити різні види та різні тканини в них на чутливість», — сказав Кучіпуді. «Наприклад, чи виявляли вони респіраторні симптоми? Чи виявляли вони просто мастит, як у корів? Чи вони виявляли неврологічні захворювання, як наша група показала у кішок? Отримані уроки можуть допомогти нам знову почати дивуватися».
Довідка: «Рецепторна основа незвичайного тканинного тропізму вірусу пташиного грипу H5N1 класу 2.3.4.4b у великої рогатої худоби» Сурабхі Срінівас, Шубхада К. Чоте, Сантамані Рамасамі, Сугат Місра, Ноель Чандан Налліпогу, Ліндсі ЛаБелла, Інь-Маіпі, Єн-Тін. Л. Пекораро, Бретт Т. Вебб і Суреш В. Кучіпуді, 19 червня 2026 р. Досягнення науки.
DOI: 10.1126/sciadv.aea2068
Це дослідження було підтримано Pitt Public Health і Національним інститутом продовольства та сільського господарства Міністерства сільського господарства США (FP00039373/AWD00010780).
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
