De 'identiteitsverandering' van het virus kan een rol spelen bij de ziekte van Alzheimer
Volgens recent onderzoek in vitro en bij muizen krijgen virussen die in contact komen met biologische vloeistoffen een eiwitcoating waardoor ze besmettelijker worden. Bovendien lijkt het erop dat sommige virussen die op deze manier ‘van identiteit veranderen’ neurodegeneratieve aandoeningen kunnen bevorderen, zoals de ziekte van Alzheimer.
Virussen zijn vreemde, fascinerende agentia, niet in de laatste plaats omdat wetenschappers nog steeds moeilijk kunnen zeggen of ze als levende organismen kunnen worden aangemerkt of niet.
Om zich te vermenigvuldigen, moeten virussen een gastheer infecteren - dus in een levende biologische omgeving zijn virussen ook "levend", in wisselwerking met de cellen van de gastheer die ze infecteren en zich vermenigvuldigen.
Tegelijkertijd zijn virussen op zichzelf, buiten een geïnfecteerde gastheer, meer 'dood' dan 'levend', aangezien ze een eiwitpakket zijn dat specifiek genetisch materiaal bevat.
Hoewel het niet duidelijk "dood" of "levend" is, kunnen virussen gebruikmaken van bepaalde biologische mechanismen om hun integriteit te behouden en een grotere kans te hebben zich te vermenigvuldigen.
In een nieuwe studie waarbij zowel menselijke biologische monsters als muizen werden gebruikt, hebben onderzoekers van de Universiteit van Stockholm en Karolinska Institutet in Solna, Zweden, gekeken naar een dergelijk fenomeen waardoor virussen besmettelijker kunnen worden, namelijk de vorming van een 'eiwitcorona'. "
Virussen worden besmettelijker en gevaarlijker
In hun studiepaper - die verschijnt in Nature Communications - de auteurs leggen uit dat "[d] e term‘ proteïnecorona ’verwijst naar de laag proteïnen die zich hechten aan de oppervlakken van nanostructuren wanneer ze in aanraking komen met biologische vloeistoffen."
Net als bij nanodeeltjes, nemen virussen, wanneer ze in contact komen met biologische vloeistoffen, zoals bloed of longvloeistof, eiwitten op en vormen ze een 'coating' die ze beschermt en zo helpt om ze schadelijker te maken.
"Stel je voor dat een tennisbal in een kom met melk en ontbijtgranen valt", zegt studieauteur Kariem Ezzat. "De bal wordt onmiddellijk bedekt door de kleverige deeltjes in de mix, en ze blijven op de bal wanneer je hem uit de kom haalt."
"Hetzelfde gebeurt wanneer een virus in contact komt met bloed of longvloeistoffen die duizenden eiwitten bevatten", legt Ezzat uit. "Veel van deze eiwitten hechten zich onmiddellijk aan het virale oppervlak en vormen zo een zogenaamde eiwitcorona."
Om te beginnen keken de onderzoekers hoe het verkrijgen van een eiwitcorona het respiratoir syncytieel virus (RSV) beïnvloedde, een veel voorkomend virus dat acute luchtweginfecties veroorzaakt, vooral bij kinderen.
Ezzat merkt op dat de analyse van zijn en zijn collega's onthulde dat "[de] e proteïnecorona-signatuur van RSV in het bloed heel anders is dan die in longvloeistoffen."
"Het is ook verschillend tussen mensen en andere soorten, zoals resusaapapen, die ook besmet kunnen zijn met RSV", voegt hij eraan toe.
“Het virus blijft op genetisch niveau onveranderd. Het verwerft gewoon verschillende identiteiten door verschillende eiwitcoronae op zijn oppervlak te accumuleren, afhankelijk van zijn omgeving. Dit maakt het mogelijk dat het virus extracellulaire gastheerfactoren gebruikt voor zijn voordeel, en we hebben aangetoond dat veel van deze verschillende coronae RSV besmettelijker maken, ”legt Ezzat uit.
Verdergaand zagen de onderzoekers dat het infecteren van muizen met RSV of het herpes simplex-virus type 1 (HSV-1) een ander effect had: de virussen konden zich binden aan amyloïde-eiwitten, het soort eiwitten dat giftige plaques vormt in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer. en andere vormen van dementie.
Meer specifiek kan HSV-1 binden aan oplosbare amyloïde eiwitten en hun ontwikkeling tot "draden" vergemakkelijken die vervolgens klitten en plaques kunnen vormen.
En toen de onderzoekers de hersenen van muismodellen die 'klaar waren' voor de ziekte van Alzheimer infecteerden met HSV-1, ontdekten ze dat de muizen de neurodegeneratieve aandoening ontwikkelden binnen 48 uur na blootstelling.
Zonder HSV-1, zo leggen de onderzoekers uit, zouden de experimentele muizen er doorgaans maanden over doen om de ziekte van Alzheimer te ontwikkelen.
Volgens de auteurs van deze studie kunnen de huidige bevindingen wetenschappers echter helpen om betere vaccins te bedenken om dergelijke krachtige virussen tegen te gaan, en om meer inzicht te bieden in de factoren die de ontwikkeling van neurodegeneratieve aandoeningen beïnvloeden.
"De nieuwe mechanismen die in ons artikel worden beschreven, kunnen niet alleen van invloed zijn op het begrijpen van nieuwe factoren die bepalen hoe besmettelijk een virus is, maar ook op het bedenken van nieuwe manieren om vaccins te ontwerpen", zegt Ezzat.
`` Bovendien, het beschrijven van een fysiek mechanisme dat virale en amyloïde oorzaken van ziekte met elkaar verbindt, draagt bij aan de toenemende onderzoeksinteresse in de rol van microben bij neurodegeneratieve aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer, en opent nieuwe wegen voor behandelingen. ''
Kariem Ezzat
