Дослідження властивостей генноінженерних білків – потенційних компонентів вакцин

5а – Південна Африка;

6а – Гонконг, Макао і В'єтнам;

7а і 7b – Таїланд;

8а, 8b і 9а – В'єтнам;

10а і 11а – Індонезія;

Всесвітня організація охорони здоров'я на сьогодні виділяє 6 основних генотипів вірусу, їх поширеність представлена на рис. 2. 2.

Рис. 2. 2 Поширення генотипів ВГС

Генотип є клінічно важливим при визначенні потенційної відповіді на терапію різними препаратами і тривалості такої терапії, тому його визначення є обов’язковим етапом клінічних та моніторингових досліджень [12, 49].

Геном ВГС представлений одноланцюговою лінійною молекулою РНК позитивної полярності протяжністю близько 9400 нуклеотидів. Результати клонування і повного секвенування РНК ВГС, а також фізико-хімічні характеристики вірусу дозволили віднести ВГС до родини флавівірусів, виділивши в окремий рід Гепацивірусів. Порівняльний аналіз РНК ВГС з геномами інших вірусів, які входять у вказану родину, виявив схожість з фрагментами геномів вірусів Денге другого типу і вірусу плямистості гвоздики (група каріновірусів). Крім того, зареєстровані так звані «локальні» гомології (не більше 16 нуклеотидів в регіоні) з пестівірусами (вірус холери свиней і вірус бичачої діареї). Наявність гомології РНК ВГС і з геномами вірусів рослин дозволила припустити, що ВГС займає проміжне положення в еволюції вірусів між вірусами тварин і рослин [27].

Організація геному ВГС подібна організації геномів інших флавівірусів (наприклад, вірусу жовтої лихоманки). У РНК ВГС виділяють зони, які кодують структурні і неструктурні (функціональні) білки. Гени, що кодують структурні білки, розташовані у 5'-області геному вірусу, а неструктурні – у 3'-області. На кінцях РНК ВГС є не кодують ділянки розміром приблизно 340 і 60 основ [34].

РНК ВГС містить єдину відкриту рамку зчитування, яка несе інформацію про вірусспеціфічний поліпротеїн, розміром близько 3000 амінокислотних залишків, який, завдяки дії декількох протеолітичних ензимів вірусного і клітинного походження, розділяється на окремі білки. Встановлено, що 5'-область геному ВГС, що кодує структурні білки вірусу, коротше аналогічних областей флаві- і пестівірусів. Вважається, що ця зона контролює синтез чотирьох білків:

- Кор-білка – негліколізованого гідрофільного протеїда (р 19), який вважається нуклеокапсидним білком;

- двох оболонкових білків, кодованих зоною Е1 (Р18 і gp33) ;

- Е2, раніше ідентифікованого як зона ВГС-NSР1 (р38 і gp72) ;

- невеликого білка з невстановленою функцією.

Білки, синтезовані з ділянок гена Е1 і Е2, вважають глікопротеідами зовнішньої оболонки вірусу гепатиту С (Env). Вони грають роль в прикріпленні та проникненні вірусу в клітину [36].

Область РНК ВГС, що кодує неструктурні білки, складається з наступних ділянок: NS2, NS3, NS4a, NS4b, NS5a і NS5b. Білки, синтезовані з зон NS2 (р 23) і NS4 (р10 і р27), вважають пов'язаними з клітинною мембранною функцією. Білок, кодований NS4a зоною, – багатофункціональний поліпротеїд. Він володіє стабілізуючою функцією і сприяє протеїназній/хеліказній активності білка, кодованого зоною NS3. Крім того, він регулює фосфорилювання білка (р70), кодованого зоною NS5a, який має функцію реплікази. Кристалографічний аналіз ВГС-хелікази продемонстрував наявність трьох доменів, необхідних для реплікації вірусу [11]. Зона NS5b несе інформацію про білок (р56), функція якого остаточно не встановлена, проте вважається, що він являє собою РНК-залежну РНК-полімеразу, необхідну для реплікації вірусу. На 5'- і 3'-кінцях РНК ВГС розташовані нетрансльовані регіони [32]. На 3'-кінці така ділянка складається приблизно з 50 нуклеотидів – поліпіримідиновий (або поліпуриновий) тракт [5, 11].

Особливістю ВГС є надзвичайно висока гетерогенність його генома. Порівняльний аналіз РНК ізолятів ВГС, виділених не тільки в різних країнах, але і в межах однієї держави, і навіть від одного і того ж хворого протягом інфекції, виявив їх варіабельність. Відмінності в нуклеотидних і амінокислотних послідовностях визначені в ділянках РНК, що кодують як структурні, так і неструктурні білки. Разом з тим встановлено, що максимальна гетерогенність генома реєструється в генах, що кодують оболонкові білки вірусу. Виділяють дві гіперваріабельні ділянки РНК ВГС. Перша з них протяжністю в 90 нуклеотидів, розташована на 5'-кінці Е2 гена (HVR1 – hypervariable region). Друга (HVR2) гіперваріабельна ділянка РНК ВГС (21 нуклеотид) примикає до 3'-кінця HVR1. Вивчення послідовностей РНК ВГС у хворих, чий організм відповів або не відповів на лікування препаратами інтерферону, дозволило виявити ділянку РНК в NS5a регіоні, можливо відповідальну за резистентність до лікування (interferon-sensitivity determining region – ISDR) [5, 9].

Реплікація HCV включає в себе кілька етапів. Вірус розмножується в основному в гепатоцитах печінки, де, за оцінками, щодня кожна інфікована клітина продукує близько 50 віріонів. Вірус може також реплікуватися у мононуклеарних клітинах периферичної крові, що сприяє високому рівню імунологічних порушень, які виявляються у інфікованих на хронічний гепатит С (ХВГС) [5, 43].

Проникнення до клітини господаря відбувається через складні взаємодії між віріонами і поверхневими клітинними молекулами. Опинившись всередині гепатоцитів, ВГС використовує внутрішньоклітинний механізм реплікації [43].

Геном ВГС використовує для отримання одного білка більше 3000 амінокислот. Поліпротеїн взаємодіє з вірусною і клітинною протеазами для продукування 3 структурних і 7 неструктурних (NS) білків (рис. 2. 3).

Рис. 2. 3 Схема реплікації ВГС

РНК формується за допомогою РНК-залежною полімерази NS5B, яка виробляє негативний ланцюг проміжних РНК. Негативні ланцюги РНК потім слугують шаблоном для копіювання нових позитивно-орієнтованих вірусних геномів.