Ny mekanisme til at ødelægge vira kan føre til fremtidige behandlinger

Forskere ved Purdue University har afsløret, hvordan nogle antistoffer neutraliserer infektioner forårsaget af vira.

Bakterielle og virale infektioner ligner hinanden på mange måder og forårsager ofte sammenlignelige symptomer hos mennesker. Imidlertid, bakterielle infektioner kan ofte behandles med antibiotika, hvorimod virusinfektioner ofte ikke kureres så let.

Forskningen blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences og skrevet af Yangchao Dong, Yue Liu, Wen Jiang, Thomas J. Smith, Zhikai Xu og Michael G. Rossmann. Undersøgelsen viser, at visse antistoffer har evnen til at åbne en virus op og tømme dens genom. Dette ville svare til at dræbe den, hvis vira var i live i første omgang.

"Vi er ivrige efter at forstå, hvordan almindelige forkølelsesvirusser inficerer en vært, sagde Michael Rossmann, ledende forsker og Hanley Distinguished Professor of Biological Sciences. "Dette giver os en idé om, hvordan genomet bliver frigivet, når virussen har genkendt værtscellen."

Undersøgelsen viser, at binding af et neutraliserende antistof til et specifikt rhinovirus forårsager betydelige ændringer omkring huller i virusskallen, tillader det virale RNA at undslippe. Denne "afcoating"-proces standser virussens evne til at replikere sig selv i cellen.

"Normalt i den smitsomme cyklus, virussen skal frigive sit genom til cellen, så den kan replikere, " sagde Liu, en postdoc-forsker ved Purdue. "På overfladen af ​​celler, der er en række receptormolekyler, der kan udløse frigivelsen af ​​virusgenomet. Nu har vi fundet et antistof, der kan gøre det samme."

Holdet brugte kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM), en billeddannelsesmetode, der bruges til at skabe tredimensionelle billeder af mikroskopiske objekter, for at illustrere processen. Disse strukturer er det højeste opløsningsbillede af et antistof-virus kompleks til dato, ifølge undersøgelsen.

Der har været en "opløsningsrevolution" i de sidste tre år eller deromkring, sagde Rossmann. Opfindelsen af ​​nye detektorer brugt i elektronmikroskoper har gjort det muligt for forskere at bruge kryo-EM, når de tidligere ville have brugt røntgenkrystallografi. Selvom det kan tage et eller to år at tage et tredimensionelt billede ved hjælp af røntgenkrystallografi, det ville tage et par uger at bruge cryo-EM.

"Fra dette, vi ved mange atomare detaljer om, hvordan antistoffet interagerer med virussen i form af aminosyrer, kemiske interaktioner og hvordan virussen har ændret sin struktur og forberedt sig på genomfrigivelse, " sagde Liu. "Uden en højopløsningsstruktur, vi ville ikke kende alle disse detaljer."

Selvom resultaterne af undersøgelsen ikke giver en direkte kur mod forkølelse, de indikerer, at forskerne kommer tættere på. Nu hvor de ved, hvordan et antistof kan neutralisere virusinfektion, de kan anvende mekanismen på lignende vira.

"Vi har nu to eksempler på antistof-induceret genomfrigivelse fra kapsiden, så vi kan bruge denne mekanisme til at designe den grundlæggende struktur af antigenet, " sagde Liu. "Disse kunne bruges til at simulere produktionen af ​​neutraliserende antistoffer, der kan være nyttige til at kontrollere lignende vira."