Чешские ученые на пути к исцелению пчел

За последние десятилетия в Европе и Северной Америке резко уменьшилась популяция пчел. Причиной тому – целый ряд вирусов, атаковавших пчелиное семейство. Структуру некоторых из них удалось описать коллективу чешских ученых из института CEITEC Университета им. Масарика в Брно под руководством доктора Павела Плевки.

Команде чешских ученых удалось описать структуру некоторых вирусов, которые ставят под угрозу популяцию пчел, на уровне атомов, а также провести наблюдения за изменениями в структуре вирусов при инфицировании клеток. Данные опыты могут помочь при лечении вирусных заболеваний пчел.

Пчелы в улее, Фото: Кристина Макова, Чешское радио - Радио Прага

«Если нам удается определить структуру вируса, то, по крайней мере, у некоторых вирусов мы можем обнаружить целевые места, в которых возможно применение антивирусных веществ. Эти вещества затем могут лечь в основу лекарств. Однако мы не можем заранее, еще до начала изучения структуры вируса, знать, найдем ли мы такие места. В наших исследованиях нас интересует, прежде всего, базовая биология вируса – то есть, как они выглядят, и как происходит инфицирование клеток», - рассказывает доктор Павел Плевка, под руководством которого проходят исследования.

Для того чтобы изучить вирусы, поражающие пчелиную популяцию, команде доктора Плевки необходимо большое количество инфицированных куколок пчел, которые предоставляет ученым Университет им. Менделя в Брно. Как проходят исследования?

«Мы сотрудничаем с доцентом Антонином Пршидалом из Университета им. Менделя, который нам поставляет инфицированные куколки. Они необходимы нам по той причине, что изучаемые нами вирусы невозможно размножать в так называемых тканевых культурах in vitro в каких-либо лабораторных системах. Нам необходимо достаточно большое количество этого материала – сотни и даже тысячи инфицированных куколок. Из тех куколок, где вирус размножился, мы его изолируем и чистим с помощью центрифуг. Затем эти вирусы мы изучаем, используя два главных структурно-биологических метода. Один из них – рентгеновская кристаллография. В этом методе, прежде чем мы определим структуру вируса, мы позволяем ему выкристаллизоваться. Интересным явлением является то, что протеины, а в некоторых случаях и вирусы, порождают кристаллы, сходные по структуре с солью – хлоридом натрия. Затем мы направляем на эти кристаллы рентгеновское излучение. Из полученных данных мы высчитываем трехмерную структуру».

Павел Плевка, Фото: ЧТ

Как рассказал Павел Плевка, альтернативным методом является криоэлектронная микроскопия. При применении этого метода фотографируются тысячи изображений отдельных вирусов. Затем с помощью электронного микроскопа из двухмерных проекций вирусов высчитывается их трехмерная структура.

Чешские исследования получили значительный резонанс в мировой науке. Две научные статьи коллектива авторов были опубликованы в специализированном журнале PNAS, выпускаемом Национальной Академией Наук США. Ряд публикаций по данной теме также вышел в журнале Journal of Virology, специализирующемся на исследованиях различных вирусов не только животных и насекомых, но и человека.

Доктор Павел Плевка также рассказал, что когда команда приступила к своим исследованиям несколько лет назад, они были единственными, кто занимался проблематикой пчелиных вирусов. В настоящее время ученым известно о конкурирующей команде из Университета Пенсильвании в США, изучающей подобные вирусы. А как относятся к проводимым исследованиям пчеловоды?

Иллюстративное фото: Филип Яндоурек, Чешское радио

«Что касается рядовых пчеловодов, или же тех пчеловодов, которые занимаются разведением пчел так сказать, в промышленных масштабах, результаты нашей деятельности никак не сказываются на их повседневной жизни, поскольку им важно, выживают их пчелы или нет, а то, что мы распознали структуру вируса, не оказывает на них никакого влияния».

Могут ли результаты исследований помочь разработке вакцины против пчелиных вирусов?

«Дела обстоят немного сложнее, поскольку иммунная система пчел значительно отличается от иммунной системы человека, с которой мы знакомы. Людям можно делать прививки от различных инфекционных заболеваний. Защитные механизмы пчел иные, вакцинация в их случае не работает. Поэтому наши исследования ведут, скорее, к тому, что вместо разработки вакцин мы будем заниматься разработкой лекарств, то есть веществ, которые будут активно вредить вирусу, препятствовать инфицированию им», - заключает доктор Павел Плевка.