Na stiahnutie - PDF

Abstrakt

Rotavírusy (rotavírusy skupiny A) sú celosvetovo najdôležitejšou príčinou závažných gastroenteritíd u dojčiat a detí. V súčasnosti nie je k dispozícii protivírusové liečivo a informácie o terapeutických cieľoch pre vývoj antivirotík sú pre rotavírusovú infekciu obmedzené. Predtým sa ukázalo, že homeostáza lipidov je dôležitá pri replikácii rotavírusov. Keďže farnezoidný receptor X (FXR) a jeho prirodzené ligandy žlčové kyseliny (ako napríklad kyselina chenodeoxycholová [CDCA]) zohrávajú významnú úlohu v homeostáze cholesterolu a lipidov, skúmali sme účinky žlčových kyselín a syntetických agonistov FXR na replikáciu rotavírusov v súvislosti s hladinami bunkových lipidov. Na myšom modeli rotavírusovej infekcie sa skúmali účinky perorálneho podávania CDCA na vylučovanie rotavírusov v stolici.

Výsledky ukazujú nasledovné. Po prvé, intracelulárny obsah triglyceridov sa výrazne zvýšil v dôsledku rotavírusovej infekcie. Po druhé, CDCA, kyselina deoxycholová (DCA) a ďalší syntetickí agonisti FXR, ako napríklad GW4064, výrazne znížili replikáciu rotavírusov v bunkovej kultúre v závislosti od dávky. Zníženie replikácie vírusu pozitívne korelovalo s aktiváciou dráhy FXR a znížením obsahu triglyceridov v bunkách (r2 0,95). Po tretie, perorálne podávanie CDCA významne znížilo vylučovanie vírusu v stolici u myší (P < 0,05). Dospeli sme k záveru, že žlčové kyseliny a agonisty FXR zohrávajú dôležitú úlohu pri potláčaní replikácie rotavírusov. Navrhujeme, aby mechanizmom inhibície bola downregu-lácia syntézy lipidov vyvolaná rotavírusovou infekciou.

Rotavírusy sú neobalené, ikosaedrické vírusy s 11-segmentovým dvojvláknovým RNA genómom. Rotavírusové častice obsahujú šesť štrukturálnych proteínov, ktoré pozostávajú z jadra (VP1 až -3), vnútornej kapsidy (VP6) a vonkajšej kapsidy (VP4 a -7). Rotavírusy sa na základe VP6 delia na 7 morfologicky nerozlíšiteľných, ale antigénne odlišných séroskupín (A až G) (16). Rotavírusy skupiny A sú hlavnou príčinou závažných gastroenteritíd u dojčiat a detí na celom svete, ktoré sa spájajú s približne 111 miliónmi epizód gastroenteritídy, ktoré si vyžiadali 25 miliónov návštev kliník a 2 milióny hospitalizácií a viedli k viac ako 500 000 úmrtiam u detí mladších ako 5 rokov (16). Napriek tomu, že sú k dispozícii účinné živé oslabené vakcíny proti ľudskej rotavírusovej infekcii (16), rotavírusy stále zostávajú najdôležitejšou príčinou gastroenteritídy u dojčiat a detí na celom svete. Keďže na rotavírusovú infekciu nie sú k dispozícii žiadne špecifické antivirotiká, možnosti liečby rotavírusom sprostredkovanej gastroenteritídy sú obmedzené na obnovenie a udržiavanie hydratácie až do vymiznutia infekcie (17). Preto je vývoj lieku špecifického pre rotavírusy dôležitý na zníženie závažnosti ochorenia a dĺžky hospitalizácie súvisiacej s rotavírusmi. Informácie o terapeutických cieľoch rotavírusovej infekcie sú však obmedzené.

Predtým sa ukázalo, že narušenie lipidových raftov a/alebo lipidových kvapôčok znižuje infekčnosť rotavírusov inhibíciou morfogenézy rotavírusov (7, 10). Lipidové rafty sú špecializované membránové domény obohatené o glykosfingolipidy, cholesterol a proteíny. Lipidové kvapôčky sú hlavnou zásobnou štruktúrou lipidov obohatenou o triglyceridy a estery cholesterolu a zohrávajú kľúčovú úlohu pri regulácii hladiny lipidov v bunke. Interakcia vírusových proteínov s týmito subcelulárnymi lipidovými telieskami je dôležitá aj pre tvorbu infekčných vírusových častíc u niektorých vírusov vrátane vírusu ľudskej hepatitídy C (30, 32) a vírusu dengue (38). Tieto zistenia naznačujú, že homeostáza lipidov je dôležitá pre replikáciu niektorých vírusov.

V tenkom čreve, kde dochádza k replikácii rotavírusov, ovplyvňuje de novo syntéza lipidov a absorpcia lipidov zo stravy obsah lipidov v epitelových bunkách (19). V črevnom lúmene emulgujú žlčové kyseliny tuky a vytvárajú micely, ktoré napomáhajú ich absorpcii. Žlčové kyseliny sa syntetizujú z cholesterolu v pečeni, uskladňujú sa v žlčníku a uvoľňujú sa do dvanástnika. Primárne žlčové kyseliny, kyselina cholová (CA) a kyselina chenodeoxycholová (CDCA), sa syntetizujú v pečeni z cholesterolu pomocou enzýmov, vrátane cholesterol 7-hydroxylázy, a následne sa konjugujú s taurínom alebo glycínom, aby sa zvýšila afinita ku kyselinám aj zásadám. Primárne žlčové kyseliny sa pomocou črevných baktérií transformujú na sekundárne žlčové kyseliny, kyselinu deoxycholovú (DCA), kyselinu litocholovú (LCA) a kyselinu ursodeoxycholovú (UDCA) (11). Zatiaľ čo vylučované žlčové kyseliny putujú črevným traktom, v ileu sa reabsorbujú a portálnou žilou sa vracajú do pečene (25). Tento enterohepatálny obeh je nevyhnutný na udržanie účinnej koncentrácie žlčových kyselín a homeostázy cholesterolu.

Jedným z receptorov žlčových kyselín je farnezoidný receptor X (FXR) (12, 27, 34). Aktivácia FXR žlčovými kyselinami indukuje expresiu rôznych proteínov vrátane malého heterodimérového partnera (SHP), ktorý potláča expresiu cholesterol 7-hydroxylázy, enzýmu limitujúceho rýchlosť syntézy žlčových kyselín (27, 34). Dráha FXR/SHP je dobre vyvinutá v pečeňových, črevných a obličkových bunkách a podieľa sa aj na regulácii metabolizmu mastných kyselín (vrátane cholesterolu) a homeostázy glukózy (40, 41, 44). Naša skupina predtým uviedla, že žlčové kyseliny zohrávajú dôležitú úlohu pri replikácii vírusov hepatitídy C a prasacích enterických kalicivírusov (5, 6). Úloha žlčových kyselín a iných agonistov FXR pri replikácii rotavírusov však nebola známa.

Ďalej sme preukázali, že CDCA a DCA vo fyziologických koncentráciách a syntetický agonista FXR GW4064 v nízkej mikromolárnej koncentrácii významne znížili replikáciu rotavírusu v bunkách v závislosti od dávky. Zníženie replikácie vírusu pozitívne korelovalo s aktiváciou dráhy FXR/SHP a znížením obsahu lipidov v bunkách (triglyceridov). Perorálne podávanie CDCA významne znížilo vrcholové množstvá vylučovania vírusu v myšom modeli rotavírusovej infekcie v porovnaní s množstvami pre skupinu bez liečby (P 0.Dospeli sme k záveru, že žlčové kyseliny a agonisty FXR zohrávajú dôležitú úlohu pri potláčaní replikácie rotavírusov a navrhuje sa, aby mechanizmom inhibície bola downregulácia syntézy lipidov vyvolaná rotavírusovou infekciou.

Zdroj:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3209393/