§ 5. Апоптоз, индуцированный вирусами.

Апоптоз – это запрограммированная смерть клеток, являющаяся генетически закодированным и эволюционно сохранившимся физиологическим процессом. Апоптоз – важнейший регуляторный механизм, с помощью которого нежелательные клетки могут быть уничтожены. Апоптоз играет ключевую роль в элиминации инфицированных вирусами и опухолевых клеток.

В отличие от некроза, апоптирующая клетка вследствие повреждения мембраны не разбухает и не переполняется водой из окружающей среды, из нее не выходят провоспалительыне факторы. При апоптозе сохраняется целостность плазматической мембраны и органелл клетки; происходит конденсация цитоплазмы и ядерного хроматина, который подвергается расщеплению эндонуклеазами на отдельные фрагменты. Затем в мембране клетки образуются выпячивания, содержащие фрагменты ядерного хроматина и цитоплазмы, которые отпочковываются, образуя «апоптозные тела». Последние поглощаются и перевариваются макрофагами или отделяются в окружающую среду. Реализация апоптоза занимает 11-15 ч и является обратимой на ранних этапах.

Выполнение программы апоптоза регулирует комплекс генов, одни из которых запускают апоптоз, другие – ингибируют его. В состав апоптозных генов входят гены, относящиеся к группе протоонкогенов, то есть генов, активирующих размножение клетки. Гены, участвующие в апоптозе, активируются или инактивируются посредством воздействия внешнего стимула на рецепторы апоптоза, которые расположены на клеточной мембране. К рецепторам, запускающим апоптоз, относятся FAS- и ФНО-рецепторы, к усиливающим апоптоз – с-myc и p53 рецепторы; подавление или активация апоптоза осуществляется через семейство рецепторов bcl-2. Семейство генов bcl-2 является центральными генами апоптоза, обобщающими информацию, идущую из разных каналов, и принимающими окончательное решение о запуске или отмене апоптозной программы.

Вирусные генные продукты, которые влияют на апоптоз, и их мишени в клетке представлены в таблице 1.

Таблица 1

Вирусные гены и их продукты, которые влияют на апоптоз

Семейство	Вирусные гены, их продукты, клетки-мишени	Мишень
Подавление апоптоза
Adenoviridae	E1A, E1B55K, E4ORF6, E3gp19K	p53
	E1B19K, GAM-1	bcl-2
Hepadnaviridae	pX	p53
Herpesviridae	ICP4, US3, γ34.5, IE2, BZLF1, EBNA5	p53
	BHRF1, LMP1, E8	bcl-2
Papilloma- и Polyomaviridae	E6, E16	p53
Poxviridae	crmA, SPI1-3, B13R, E3L	каспаза
	MC159	FADD
Flaviviridae	Гены белков, угнетающие каспазы	каспаза
Retroviridae	Tax, V-src	FAS
Активация апоптоза
Adenoviridae	E3.11.6K
Hepadnaviridae	pX	FAS
Herpesviridae	Активация апоптоза в CD4+-лимфоцитах	?
Papovaviridae	E2, E7	р53
Parvoviridae	Неструктурный протеин	?
Bunyaviridae	Нейроны	?
Flaviviridae	Cоre	FAS
Orthomyxoviridae	Нейраминидаза, двухниточная РНК	FAS
Paramyxoviridae	Тимоциты	?
Reoviridae	M2	bcl-2
Retroviridae	Tat, Vp2	bcl-2, FAS

Из семейства bcl-2 к проапоптозным генам («генам смерти») относятся гены bad, bak, bax, bcl-xS, bik; к антиапоптозным генам («генам жизни») – ced-9, bcl-2, bcl-w, bcl-xL, mcl-1, A1/Bfl, Nr13.

Раздражение поверхностных рецепторов смерти ведет к активации цитоплазматических белков смерти: 1) MORT1/FADD (связан с FAS-рецептором); и 2) TRADD (связан с ФНО-рецептором), которые, в свою очередь, активируют ферменты смерти – каспазы (у человека известно 10). Каспазы являются аспартатспецифическими цистеиновыми протеазами, которые разрушают в белках любую пептидную связь после аспартата (аспарагиновой кислоты). Каспаза-3 активирует фактор фрагментации ДНК, который активирует эндонуклеазу, в результате чего происходит расщепление клеточной ДНК. Каспаза-3 также расщепляет другие ядерные белки и цитоплазматические белки, такие как полимеразы, ламинин и протеинкиназа С.

Блокаду всех шагов апоптоза осуществляют белки антиапоптозной группы генов bcl-2.

Вирусы активно используют процессы блокирования и индукции апоптоза для своей репродукции, распространения и персистенции. Ранние вирусные белки подавляют апоптоз, что способствует размножению вирусов и их персистенции. Блокада апоптоза осуществляется: 1) прямой ингибицией каспаз; 2) стимуляцией путей антисмерти; 3) регуляцией факторов транскрипции, ответственных за выживание клеток. Подобными примерами является инактивация р53, активация антиапоптозных генов семейства bcl-2 и ингибиторов каспаз.

Поздние вирусные белки активируют апоптоз, что обеспечивает эффективный выход вирионов из клетки, особенно простых нецитолитических вирионов. Присутствие вирусов в апоптотических тельцах, которые фагоцитируются другими клетками, позволяет вирусам избежать действия иммунной системы хозяина и распространиться. Апоптоз, индуцированный вирусами, существенно влияет на клиническую картину вирусных заболеваний.