Guldnanopartikler hjælper med at udvikle en ny metode til sporing af vira

Forskere ved Nanoscience Center (NSC) ved University of Jyväskylä i Finland har udviklet en ny metode til at studere enterovirusstrukturer og deres funktioner. Metoden vil hjælpe med at få ny information om handel med vira i celler og væv samt om mekanismerne for virusåbning inde i celler. Denne nye information er f.eks. Vigtig for udvikling af nye antivirale lægemidler og vacciner. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences 13. januar kl. 2014. (1)

Enterovirus er patogene vira, der inficerer mennesker. Denne gruppe består af poliovira, coxsackievirus, ekkovirus og rhinovirus. Enterovirus er de mest almindelige årsager til influenza, men de forårsager også alvorlige symptomer såsom hjertemuskelinfektioner og lammelse. For nylig, enterovirus har været forbundet med kroniske sygdomme som diabetes (2).

Infektionsmekanismerne og infektiøse veje for enterovirus er stadig ret dårligt kendte. Tidligere undersøgelser i gruppen af ​​Dr. Varpu Marjomäki ved NSC har fokuseret på de cellulære faktorer, der er vigtige for infektionen forårsaget af udvalgte enterovirus (3). Den mekanistiske forståelse af virusåbning og frigivelse af virusgenomet i cellulære strukturer til start af ny virusproduktion mangler stadig stort set. Desuden, kendskabet til infektionsprocesser i væv hæmmes af manglen på pålidelige værktøjer til påvisning af virusinfektion.

Den nyudviklede metode indebærer en kemisk ændring af en kendt thiolstabiliseret guldnanopartikel, den såkaldte Au102-klynge, der først blev syntetiseret og strukturelt løst af gruppen af ​​Roger D Kornberg i 2007 (4) og senere karakteriseret ved NSC af grupperne af prof. Hannu Häkkinen og prof. Mika Pettersson i samarbejde med Kornberg. (5) Den organiske thioloverflade af Au102-partiklerne modificeres ved at vedhæfte linkermolekyler, der danner en kemisk binding til svovlholdige cysteinrester, der er en del af virusets overfladestruktur. Flere titalls guldpartikler kan binde sig til en enkelt virus, og bindingsmønsteret viser sig som mørke mærker, der afspejler virusets overordnede form og struktur (se figuren). Guldpartiklerne tillader undersøgelser af virussernes strukturelle ændringer i løbet af deres levetid.

Undersøgelsen viste også, at virusens infektivitet ikke kompromitteres af de vedhæftede guldpartikler, hvilket indikerer, at mærkningsmetoden ikke forstyrrer de normale biologiske funktioner af vira inde i celler. Dette letter nye undersøgelser af virusstrukturer fra prøver taget fra celler inde i de forskellige faser af virusinfektionen, og giver mulighed for at få ny information om mekanismerne for virusudtrækning (åbning og frigivelse af genomet). Den nye metode giver også mulighed for at spore undersøgelser af virusveje i væv. Dette er vigtigt for yderligere forståelse af akutte og kroniske symptomer forårsaget af vira. Endelig, metoden forventes at være nyttig til udvikling af nye antivirale vacciner, der er baseret på viruslignende partikler.