Η γρίπη αποτελεί μία από τις σοβαρότερες απειλές για τη δημόσια υγεία, προκαλώντας ετησίως έως 5 εκατομμύρια σοβαρά περιστατικά και 650.000 θανάτους παγκοσμίως, ενώ ο ιός της γρίπης Α έχει ευθυνθεί για καταστροφικές πανδημίες όπως η ισπανική γρίπη του 1918. Παρότι είναι γνωστό ότι ο ιός μετατρέπει τα κύτταρα σε μονάδες παραγωγής νέων ιικών σωματιδίων, οι ακριβείς μοριακοί μηχανισμοί παρέμεναν εν μέρει ασαφείς.
Ερευνητές του EMBL στο Αμβούργο, σε συνεργασία με το ινστιτούτο FMP στο Βερολίνο, δημιούργησαν τον πιο λεπτομερή μοριακό χάρτη των αλληλεπιδράσεων του ιού της γρίπης Α με τα ανθρώπινα κύτταρα. Η μελέτη, δημοσιευμένη στο Nature Microbiology, αποκαλύπτει τις ανθρώπινες πρωτεΐνες που εκμεταλλεύεται ο ιός και τον τρόπο με τον οποίο αναδιοργανώνει την εσωτερική αρχιτεκτονική του κυττάρου. Τα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για την ανάπτυξη νέων αντιιικών φαρμάκων και τη μελέτη επικίνδυνων στελεχών, όπως ο H5N1.
Η λοίμωξη ξεκινά όταν ο ιός εισέρχεται στο κύτταρο και απελευθερώνει το RNA του, το οποίο δίνει οδηγίες για την παραγωγή λίγων ιικών πρωτεϊνών που αρκούν για να αναλάβουν τον έλεγχο των κυτταρικών μηχανισμών. Η χαρτογράφηση αυτών των αλληλεπιδράσεων ήταν δύσκολη μέχρι σήμερα, καθώς οι παραδοσιακές βιοχημικές μέθοδοι απαιτούσαν τη διάλυση των κυττάρων, παραμορφώνοντας την πραγματική εικόνα.
Τη λύση έδωσε η εξειδικευμένη τεχνική Cross-Linking Mass Spectrometry (XL-MS) σε συνδυασμό με το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης AlphaFold. Η τεχνική αυτή επέτρεψε την «παγίδευση» των αλληλεπιδράσεων μέσα σε άθικτα κύτταρα τη στιγμή που συμβαίνουν, ενώ η ενσωμάτωση των πειραματικών δεδομένων στο AlphaFold βελτίωσε την ακρίβεια των δομικών προβλέψεων.
Η ανάλυση αποκάλυψε δύο κομβικούς μηχανισμούς. Ο πρώτος αφορά την αιμοσυγκολλητίνη, την πρωτεΐνη επιφανείας του ιού, η οποία αξιοποιεί ανθρώπινες πρωτεΐνες στο εσωτερικό σύστημα μεταφοράς του κυττάρου για να αποκτήσει τη σωστή της δομή. Ο δεύτερος μηχανισμός, ιδιαίτερα απρόσμενος, αφορά τη διάλυση των paraspeckles—μικροσκοπικών δομών του πυρήνα που αποθηκεύουν πρωτεΐνες και RNA. Η αποδιοργάνωσή τους απελευθερώνει πρωτεΐνες τις οποίες ο ιός στρατολογεί για τον πολλαπλασιασμό του, ενώ παράλληλα αποδυναμώνει τη φυσική αντιιική άμυνα του κυττάρου.
Παρότι η έρευνα βασίστηκε σε εργαστηριακό στέλεχος, οι επιστήμονες τονίζουν ότι η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε ιούς με πανδημικό δυναμικό, όπως ο H5N1. Ο εντοπισμός αυτών των κρίσιμων μοριακών κόμβων επιτρέπει τον σχεδιασμό θεραπειών που δεν στοχεύουν μόνο τον ίδιο τον ιό, αλλά και τους κυτταρικούς μηχανισμούς που αυτός εκμεταλλεύεται, προσφέροντας μεγαλύτερη ανθεκτικότητα απέναντι στις μεταλλάξεις του.
