Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Молекулярні механізми грипу

125 views

Published on

Молекулярні механізми грипу

Published in: Health & Medicine
  • Be the first to comment

Молекулярні механізми грипу

  1. 1. МОЛЕКУЛЯРНІМОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ГРИПУМЕХАНІЗМИ ГРИПУ Лекція-драма у 3-х діях з прологом таЛекція-драма у 3-х діях з прологом та епілогомепілогом Лектор: кандидат медичних наукЛектор: кандидат медичних наук Жигарєв Юрій ОлександровичЖигарєв Юрій Олександрович
  2. 2. Kilbourne, Edwin D. (1980) ГрипГрип «Influenza… invariant disease of«Influenza… invariant disease of variable occurrence»variable occurrence»
  3. 3. Дія І Virus
  4. 4. Анатомія Influenza Virus Віріон має сферичну форму або ниткоподібну Діаметр 100-120 нм У зовнішню ліпідну оболонку занурені три білка - гемаглютинін, нейрамінідаза і іонний канал (білок М2), які відіграють основну роль в інфекційному процесі. Під ліпідної оболонкою матриксний М1 білок - виконує структурну функцію і організує складання вірусу в клітині хазяїна
  5. 5. Геном - однониткова фрагментована (8 фрагментів) «мінус» РНК РНК тісно пов'язана з білками капсида з утворенням 8 рибонуклеопротеїдів (РНП) спірального типу симетрії Кожен фрагмент РНП пов'язаний з вірусною РНК-залежною РНК- полімеразою
  6. 6. • PA, PB1, PB2 – полімераза • H(A), N(A)– гемаглютинін, нейрамінідаза • M1 – структурний білок • M2 – іонний канал • PB1-F2 – білок патогенності • NP – нуклеопротеїн • NS1 – гальмує синтез інтерферону • NEP/NS2 – відповідає за ядерний транспорт Вірусні білки
  7. 7. Гемаглютинін (HА) На поверхні віріону - до 500 шипиків HA Відомо 16 антигенних варіантів (H1- H15) HA здійснює зв'язування з рецепторами клітини (перший етап взаємодії вірусу з клітиною) Антитіла проти HA віруснейтралізуючі = протективні Назву отримав за здатність викликати аглютинацію еритроцитів
  8. 8. Нейрамінідаза (NA): Кількість - близько 100 на віріон Відомо 10 антигенних варіантів (N1 -N10) NA бере участь на останньому етапі взаємодії вірусу з клітиною Прискорює вивільнення вірусу з клітини, запобігаючи аггрегацію вірусних частинок. Антитіла до NA не є протективними, але перешкоджають поширенню вірусу в організмі.
  9. 9. Класифікація вірусів грипу Вірус грипу тип A: - HA і NA можуть піддаватися істотним змінам, або демонструвати незначні варіації Вірус грипу тип B: - HA схильний до повільних змін; зустрічається тільки у людини Вірус грипу тип C: - представлений тільки одним антигенними варіантом; зустрічається тільки у людини, містить тільки HA і не містить NA, йому не властива мінливість.
  10. 10. Тип вірусу грипу Місто, де вперше був ізольований Кількість ізолятів Рік ізолювання Тип HA та NA A Сингапур 6 1986 H1N1 Приклад: A/Сингапур/6/86 (H1N1) Номенклатура ВООЗ запропонувала систему номенклатури вірусів грипу, засновану на позначенні антигенного підтипу H і N
  11. 11. Генетична і антигенна варіабельність вірусу грипу Особливість вірусів грипу - висока мінливість антигенних властивостей. Дрейф - точкові мутації в генах, що кодують HA і NA В результаті щорічно виникають епідемії, а не пандемії, бо захист від попередніх контактів з вірусом зберігається, хоч він і недостатній.
  12. 12. Генетична і антигенна варіабельність вірусу грипу Шифт - повна заміна генів, що кодують H і N Це можливо, оскільки геном вірусу грипу сегментований При одночасному зараженні клітини двома різними штамами сегменти їх геномів, що реплікуються змішуються в будь-яких варіаціях.
  13. 13.  таке змішування/поєднання називається реасортацією  нові віріони містять різні набори генів, запозичені від кожного з вихідних вірусів.
  14. 14. Усі 4 пандемії ХХ ст: “іспанський грип” 1918 г. - H1N1 “азіатський грип” 1957 г. - H2N2 “гонконгський грип”1968 г. - H3N2 “російський грип” 1977 г. - H1N1 викликані реасортантами вірусів грипа птахів і людини (H2N2 - 1957, H3N2 - 1968), або адаптованим до людини пташиним вірусом (H1NI1- 1918) Negative stain EM of 1918 influenza virus
  15. 15. Частина ІІ Зустріч
  16. 16. Основні фази патогенезу Фаза I • Проникнення вірусу в дихальні шляхи; • Фіксація на поверхні слизової оболонки; • Реплікація і цитопатична дія вірусу на епітеліоцити;
  17. 17. Взаємодія вірусу з клітиною Першим вступає в контакт з рецепторами клітини гемаглютинін Він зв'язується з сіаловою кислотою, що входить до складу рецептора клітини Фермент нейрамінідаза відщеплює кінцеві групи сіалової кислоти клітинних рецепторів => клітина втрачає здатність розпізнавати антиген, і вірус проникає в неї шляхом ендоцитозу
  18. 18. • (2,3)-зв’язок між сіаловою кислотою та галактозою: • (2,3) – епітеліальні клітини птахів – «пташиний грип» • (2,6) – епітеліальні клітини людей – «людський грип» • епітеліальні клітини свиней – (2,3) и (2,6)-звязки Сіалова кислота
  19. 19. +++ +/- Рецептори до вірусу грипа в респіраторному тракті людини 2,6 sialic acidα 2,3 sialic acidα Верхні дихальні шляхи +++2,6 sialic acidα 2,3 sialic acidα Нижні дихальні шляхи +++
  20. 20. Взаємодія вірусу с клітиною Зміна рН в кислу сторону активує тріпсиноподобні ферменти, які частково розщеплюють гемаглютинін Конформаційні зміни НА індукують злиття мембран вірусу і ендосоми рН активує іонні канали, утворені М2 білком Утворюється "пора злиття", через яку в цитоплазму відкривається шлях для вірусного генетичного матеріалу. РНП вірусу проникають у клітинне ядро.
  21. 21. Взаємодія вірусу с клітиною Геном транскрибується трьома полімеразними поліпептидами мРНК що утворилися надходять в цитоплазму для синтезу вірусних білків Велика частина білків залишається в цитоплазмі; HA, NA асоційовані з ЦПМ
  22. 22. Взаємодія вірусу с клітиною Білок капсиду повертається в ядро для формування нових РНП з копіями геному РНП знову повертається в цитоплазму для складання віріонів; М1 білок координує складання Нові віруси за допомогою нейрамінідази вивільняються з ушкоджених клітин
  23. 23. схильний до помилок: ДНК-полімерази: 1 на 10 ^ 7-10 ^ 9 Вірусні РНК-полімерази: 1 на 10 ^ 3-10 ^ 5 Одна і більш мутацій в кожному новому віріоні => Вкрай швидка еволюція вірусів і поява нових видів Синтез РНК
  24. 24. Частина ІІІ Зоряні війни
  25. 25. Фаза II •Активація факторів неспецифічного захисту (комплемент, фагоцитоз), виділення хемотаксичних факторів і активація молекул адгезії; • Інфільтрація слизової клітинними інфільтратами (макрофаги, нейтрофіли, лімфоцити та ін.);
  26. 26. • Innate immune system RIG-I, cytokines (IFN, TNF) • Adaptive immune system Антивірусний захист
  27. 27. Базовий структурно-молекулярний компонент вродженої системи неспецифічного захисту - рецептори, що розпізнають паттерн (pattern recognition receptors - PRR), які розпізнають патоген-асоційовані молекулярні структури (РАМР) інфекційних агентів
  28. 28. Dr. Charles Alderson Janeway Jr. в 1989 році вперше припустив, що на поверхні клітинних мембран людини розташовані PRR, які розпізнають РАМР інфекційних агентів і пов'язані з розвитком як запалення, так і імунної відповіді.
  29. 29. Нюсслейн Волхард у 1992 році встановила, що ген, який регулює дорзовентральну полярність дрозофіли, бере участь в протигрибковому захисті. Емоційна реакція дослідників була вкладена в назву toll (в перекладі - «дивовижний, вражаючий») цього гену і білка який він кодує.
  30. 30. Сигнальні трансмембранні Toll- подібні рецептори Відповідно до сучасних уявлень, трансмембранні Toll-like рецептори (TLR) є центральним елементом багаторівневої системи розпізнавання РАМР
  31. 31. Ліганди TLR Nazia Chaudhuri и соавт., 2005
  32. 32. TLR не вступають в безпосередню взаємодію з РАМР це молекулярні структури, які передають сигнал збудження компонентам внутрішньоклітинних сигнальних шляхів
  33. 33. Епітеліоцити респіраторного тракту експресують всі відомі TLR (найбільш інтенсивно - TLR2, TLR3, TLR5, і TLR6) TLR епітеліальних клітин слизової оболонки зосереджені на базолатеральній поверхні цитоплазматичної мембрани Структура екстрацелюлярної ділянки TLR Choe та співавт., 2005
  34. 34. B. Beutler та співавт., 2007 Участь TLR у розпізнанні вірусних агентів
  35. 35. Вирусы PAMP TLR Локализация ДНК- CpGДНК TLR9 ендосома РНК- дцРНК TLR3 мембрана та ендосома РНК- оцРНК TLR7, TLR8 ендосома Грипу Гемагглютинін TLR2 мембрана R. J. Carmody, Y. H. Chen, 2007 PAMP вирусів та відповідні TLR
  36. 36. Фаза III Порушення мукоциліарного кліренсу; Виділення медіаторів запалення (цитокінів, протеаз і ін.); Активація специфічної імунної відповіді; Елімінація збудника і відновлення порушених структур і функцій;
  37. 37. R. Bals, P.S. Hiemstra, 2004 Роль епітелію в захисті від інфекційних агентів
  38. 38. Залежно від рівня первинної продукції IL-12 і IL-4 відбувається диференціація Th0 хелперів в Th1 або в Th2
  39. 39. ЦИТОКІНОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙЦИТОКІНОВА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ЕПІТЕЛІЮ ДИХАЛЬНИХ ШЛЯХІВЕПІТЕЛІЮ ДИХАЛЬНИХ ШЛЯХІВ Цитокіни Функція при ГРВІ INF-γ, TNF-α, IL-1β, IL-4 Підсилення експресії молекул адгезії ICAM-1 TNF-α, IL-1β, IL-6 Підвищення секреції муцину TNF-α Стимуляція активності NO-синтази, індукція гипертермії IL-6 Індукція Тh2 гуморальної імуної відповіді, індукція гипертермії IL-4 Підсилення активності 5-ліпооксігенази IL-8 Підсилення хемотаксису, маркер ураження НДП
  40. 40. Десквамація і некроз епітелію; Зменшення кількості епітеліальних клітин і вій; Збільшення секреції слизу; Клітинна інфільтрація, переважно лейкоцитами, нейтрофілами, макрофагами; Зміни епітелію при грипозній інфекції
  41. 41. Заміщення миготливого епітелію келихоподібними клітинами Збільшення кількості та розмірів (гіперплазія) келихоподібних клітин Набряк слизової, звуження просвіту бронхів і бронхіол Зміни епітелію при грипозній інфекції
  42. 42. Імунопатогенез Т-лімфоцити, їх субпопуляціїї і природні кілери (NК). Гальмування функціональної активності Т- системи імунітету, NК-клітин призводить до більш тривалої персистенції вірусу. Гіперергічна імунна відповідь призводить до розвитку важкого "токсичного" грипу з більшою ймовірністю загибелі хворого.
  43. 43. На картині «Сім'я» вмираючий художник Егон Шиле (1890-1918 рр.) зобразив трьох жертв «іспанки» - себе, свою вагітну дружину і її ненароджену дитину Іспанський грип (або «іспанка») - пандемія 1918-1919 років - вважається найстрашнішою пандемією грипу за всю історію людства. Захворіло 21% населення Землі, померло ≈3-5% (20- 100 млн. ) Хвороба була викликана особливим штамом вірусу H1N1 A/South Carolina/1/1918 (SC18) Імовірно він походив від вірусу, поширеного серед диких птахів.
  44. 44. 19:06 ВибірковеВибіркове ураженняураження епітеліальнихепітеліальних клітин ВДПклітин ВДП (дегенеративні(дегенеративні зміни ізміни і загибельзагибель епітеліоцитів) -епітеліоцитів) - «катаральні«катаральні явища»явища» «Сезонний» грип
  45. 45. 19:06 УраженняУраження епітеліальнихепітеліальних клітин ВДП іклітин ВДП і НДП (масоваНДП (масова загибельзагибель епітеліоцитів іепітеліоцитів і альвеоцитов,альвеоцитов, масивний синтезмасивний синтез прозапальнихпрозапальних цитокінів) -цитокінів) - «катаральні«катаральні явища» + віруснаявища» + вірусна геморагічнагеморагічна пневмонія/ГРДСпневмонія/ГРДС «Пандемічний» грип
  46. 46. «Капіляротоксикоз» з переважним ураженням мікросудин верхніх дихальних шляхів, легень і ЦНС. Геморагічний набряк сильно васкуляризованих органів – легень, мозку і його оболонок. Патогенетично так звані «грипозні пневмонії» це фактично гострий респіраторний дистрес-синдром /ГРДС/ (Acute respiratory distress syndrome /ARDS). Це важка форма дихальної недостатності, що характеризується специфічними змінами в легенях - дифузною інфільтрацією, некардіогенним геморагічним набряком легень, альвеолярним колапсом.
  47. 47. Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), або extracorporeal life support (ECLS)
  48. 48. Чим лікувати??? імуномодулятор и імунокоректори гомеопатія противірусні
  49. 49. 19:06 Етіотропна терапія?Етіотропна терапія?
  50. 50. 19:06 Етіотропна терапія –Етіотропна терапія – (др.-гр. α τία — причина и τρόπος — ἰ напрямок) - лікування, спрямоване на  усунення причини виникнення  захворювання!
  51. 51. 19:06 Класифікація противіруснихКласифікація противірусних препаратів прямої дії:препаратів прямої дії: інгібітори М2-каналів: ремантадин, амантадин інгібітори нейрамінідази: занамівір, озельтамівір, перамівір
  52. 52. Amantadine – блокатор M2 каналу
  53. 53. Епілог
  54. 54. Isolates tested (n) Resistant isolates % Resistance US Isolates 305 305 100 Foreign Isolates 78 78 100 Global Isolates 383 383 100 Резистентність пандемічного вірусу грипу до адамантанів (М2-блокаторів)
  55. 55. Тхір • Сприйнятливі до вірусу грипу • Симпотми  грипозної  інфекції  такі ж яук у людей • Презентація  рецепторів    сіалової  кислоти  у  респіратоному  тракті  як  у  людини 
  56. 56. In vitro = In Vivo In Vivo = In Vivo
  57. 57. Противірусне  лікування  рекомендовано  для  всіх  людей  з  підозрюваним або підтвердженим грипом, які страждають важкою,  ускладненою  або  прогресуючою  хворобою,  потребують  госпіталізації  або  мають  підвищений  ризик  ускладнень,  у  тому  числі: - дітям до 5 років (особливо <2 років),  - особам <19 років, що отримують довгострокову терапію аспірином,  - дорослим ≥65 років,  - хворим з ожирінням (ІМТ ≥40),  - жінкам, які вагітні або ≤2 тижні після пологів,  - американським індіанцям / корінним мешканцям Аляски, - мешканцям  будинків  для  догляду  та  ін.  хронічних  лікувальних  закладів - особам  з  імунодефіцитом  і  тим,  які  мають  певні  хронічні  захворювання  (включаючи  легеневі,  серцево-судинні,  ниркові,  печінкові, гематологічні, метаболічні, неврологічні розлади). Рекомендації CDC - 2018
  58. 58. "...У  порівнянні  з  плацебо,  застосування  Таміфлю  призвело  до  більш  швидкого  полегшення  грипоподібних симптомів тільки на півдня (від 7 днів  до  6,3  днів)  у  дорослих,  але  ефект  у  дітей  був  більш  невизначеним. Не було ніяких доказів зменшення числа  госпіталізацій або серйозних ускладнень грипу… …Механізм  дії  противірусних  препаратів,  запропонований виробниками, не відповідає клінічним  доказам." "...У  порівнянні  з  плацебо,  застосування  Таміфлю  призвело  до  більш  швидкого  полегшення  грипоподібних симптомів тільки на півдня (від 7 днів  до  6,3  днів)  у  дорослих,  але  ефект  у  дітей  був  більш  невизначеним. Не було ніяких доказів зменшення числа  госпіталізацій або серйозних ускладнень грипу… …Механізм  дії  противірусних  препаратів,  запропонований виробниками, не відповідає клінічним  доказам." https://www.cochrane.org/CD008965/ARI_regulatory-information-trials-oseltamivir- tamiflu-and-zanamivir-relenza-influenza-adults-and
  59. 59. Використання інгібіторів нейраминідази для лікування  неускладненого  грипу  скорочує  тривалість  симптомів  приблизно на 1 день у дорослих. Метааналіз  рандомізованих  досліджень  у  дітей  з  грипом  визначив,  що  лікування  озелтамивиром  протягом  48  годин  після  появи  симптомів  зменшує  тривалість захворювання шляхом приблизно 18 годин  загалом. tiviral Drugs for Seasonal Influenza 2017-20 https://secure.medicalletter.org/w1537a
  60. 60. ьте розумними і здоровим

×