Учёные впервые смогли вживую и с очень высоким разрешением увидеть, как вирусы гриппа проникают в живые клетки. Это стало возможно благодаря новой микроскопической технологии, которая теперь может помочь намного точнее разрабатывать противовирусные препараты.

Статья об этом открытии опубликована в журнале PNAS.

С наступлением зимы возвращается и знакомый набор симптомов — лихорадка, ломота в теле, заложенный нос. Всё это вызывают вирусы гриппа, которые попадают в организм с мельчайшими каплями влаги и затем заражают клетки.

Исследователи из Швейцарии и Японии подробно изучили то, что раньше было недоступно взгляду. Используя созданный ими метод, они приблизились к поверхности живых человеческих клеток в чашке Петри настолько, что смогли впервые наблюдать сам процесс проникновения вируса в клетку — в реальном времени и с высоким уровнем детализации.

Группа под руководством профессора молекулярной медицины Йохэя Ямаути из Цюрихского федерального технологического института была особенно удивлена одному: оказалось, что клетки вовсе не пассивны. Они не просто терпят вторжение вируса, а сами активно пытаются «захватить» его. Профессор сравнивает это с танцем — сложным взаимодействием, где каждая сторона двигается и реагирует на другую.

Хотя для клетки инфекция не несёт никакой выгоды, динамика происходит из-за того, что вирус использует обычный механизм, который клетка применяет ежедневно. С его помощью она поглощает гормоны, холестерин, железо и другие жизненно важные вещества. Чтобы попасть внутрь, и вирус, и эти вещества должны прикрепиться к специальным молекулам-рецепторам на поверхности клетки.

Поведение вируса при этом похоже на серфинг по мембране. Он «скользит», присоединяясь к одной молекуле, затем к другой, пока не найдёт участок, богатый рецепторами, — идеальное место для проникновения. Как только рецепторы «понимают», что к ним присоединился вирус, в этом месте начинает формироваться углубление. Его поддерживает особый белок клатрин, создающий своеобразный каркас. Углубление превращается в «карман», затем — в пузырёк. Он втягивается внутрь клетки, оболочка растворяется, и вирус оказывается внутри.

Ранее такие процессы удавалось изучать только при помощи методов, которые уничтожали клетки, например электронной микроскопии. Это давало лишь неподвижные снимки. Другой распространённый метод — флуоресцентная микроскопия — не позволяет рассмотреть мельчайшие детали.

Новая технология объединяет атомно-силовую микроскопию и флуоресцентный метод. Её название — техника ViViD-AFM, разработанная специально для наблюдения за вирусами. Благодаря ей учёные смогли проследить весь процесс заражения, словно покадровую съёмку. Они показали, что клетка активно способствует проникновению вируса: она направляет к нужной точке больше клатрина и даже приподнимает свою мембрану так, чтобы «подтолкнуть» вирус внутрь. Если вирус пытается удалиться, эти волнообразные движения становятся ещё сильнее.

Такая технология открывает новые возможности для разработки противовирусных препаратов. Теперь можно наблюдать, как потенциальные лекарства работают в клеточной культуре, прямо в момент действия. Авторы подчёркивают, что метод может подойти и для изучения других вирусов, а также вакцин.