Výzkum flavivirových infekcí

Výzkumný tým laboratoře emergentních virových nákaz v Oddělení infekčních chorob a preventivní medicíny se zaměřuje zejména na výzkum v oblasti patogeneze a epidemiologie virových zoonóz způsobených flaviviry. Typickými zástupci těchto RNA virů jsou virus klíšťové encefalitidy a virus západonilské horečky – časté předměty našeho výzkumu.

Flaviviry, a zejména virus klíšťové encefalitidy, jsou schopny překonat hematoencefalickou bariéru a přímo infikovat neurony. Onemocnění může mít různou závažnost – od mírné meningitidy až po těžkou encefalitidu s dlouhodobými následky. Flaviviry využívají složité strategie k zajištění replikace v hostitelské buňce a k úniku před imunitním systémem.

Mozková kůra myši infikované virem klíšťové encefalitidy (zeleně). Na histologickém řezu jsou specificky značené neurony (červeně) a buněčná jádra (modře). Měřítko odpovídá 100 μm.

Snímek Michaela Beránková

Ačkoli je již mnoho aspektů patogeneze flavivirů objasněno, některé detailní molekulární mechanismy stále zůstávají neznámé. Snažíme se prohloubit znalosti o procesech, které se v hostitelském organismu odehrávají v průběhu virové infekce. Detailní porozumění těmto mechanismům je zásadní pro vývoj účinných diagnostických metod, potenciální terapie i preventivních strategií proti těmto patogenům.

Studujeme interakce mezi virovými proteiny, RNA a hostitelskými buňkami. Zajímá nás, jak viry ovlivňují buňky, jak různé buněčné populace na infekci reagují a jaké faktory určují její průběh a závažnost. Některé produkty vznikající následkem infekce mohou sloužit jako biomarkery pro včasnou diagnostiku klíšťové encefalitidy, a navíc mohou pomoci určit závažnost onemocnění. Současně provádíme genetické studie pacientů s klíšťovou encefalitidou s cílem identifikovat genetické predispozice k těžkým průběhům tohoto onemocnění.

Hledání antivirotik proti flavivirům se zaměřuje na blokování klíčových fází virové replikace. Jedním z hlavních cílů je enzym RNA-dependentní RNA polymeráza (NS5), nezbytný pro syntézu virové RNA. Inhibitory tohoto enzymu jsou chemicky modifikované nukleosidy, které zastavují syntézu virové RNA a brání množení viru. Testujeme jak originální látky, tak již existující antivirotika, která byla vyvinuta pro léčbu jiných virových infekcí, ale prokázala účinnost také proti flavivirům.

Dalšími cíli testovaných antivirotik jsou inhibitory virových metyltransferáz, které narušují stabilitu virové RNA, a cyklické dinukleotidy aktivující produkci interferonů a antivirových cytokinů. Zaměřujeme se také na inhibitory vstupu viru do buňky a látky, které narušují virový lipidový obal.

Zkoumáme i inaktivaci virů pomocí fotosensitizačních látek, jako jsou amfipatické deriváty perylenu, porfyriny a molekuly označované jako „BODIPY“. Tyto molekuly po ozáření světlem generují reaktivní kyslík, který poškozuje virové proteiny, lipidy i RNA, což je využitelné nejen pro terapii některých virových infekcí kůže a sliznic, ale i pro přípravu celovirionových inaktivovaných vakcín.

Dále se věnujeme přírodním antivirovým látkám, například rostlinným alkaloidům a lignanům, které ovlivňují procesy nezbytné pro vstup viru do buňky (např. acidifikaci endozomů), nebo látkám, které se vážou na specifické sekundární struktury virové RNA, tzv. guaninové kvadruplexy, čímž brání její replikaci a translaci.

Spolupracujeme s průmyslovými partnery na vývoji nových vakcinačních platforem. Připravili jsme např. kandidátní vakcíny proti klíšťové encefalitidě pro veterinární použití.

Zaměřujeme se také na vývoj a testování lidských monoklonálních protilátek. Značný terapeutický potenciál mají tzv. nanoprotilátky, tedy nejmenší možné rekombinantní protilátkové fragmenty získané ze savců z čeledi velbloudovitých. Díky svým malým rozměrům mohou přecházet přes hematoencefalickou bariéru, což je výhodné právě pro terapii flavivirových neuroinfekcí.

Seroprevalenční studie umožňují vyhodnotit výskyt protilátek proti flavivirům v populaci a zmapovat výskyt infekce na sledovaném území. V naší laboratoři jsme provedli rozsáhlou studii seroprevalence klíšťové encefalitidy u malých přežvýkavců a psů v České republice, která ukázala značný výskyt infekce v populacích těchto zvířat.

Oddělení infekčních chorob a preventivní medicíny

Oddělení je zaměřeno zejména na studium patogeneze a epidemiologie infekčních i neinfekčních chorob zvířat, na vývoj diagnostických metod a možnosti preventivních a terapeutických postupů, včetně vlivu výživy a možnosti nespecifické a specifické imunostimulace. Oddělení se skládá z pracovních skupin Emergentní virové nákazy, Choroby ryb, Choroby přežvýkavců, Molekulární epidemiologie virových nákaz a Klinická imunologie a imunologie infekčních chorob.

Vedoucí oddělení: MVDr. Ján Matiašovic, Ph.D., tel.: +420 533 331 317, e-mail: jan.matiasovic@vri.cz