Proteinkappa gör virus mer smittsamma

Är virus levande varelser eller ett slags partiklar? Faktiskt både och. Virus kan föröka sig i levande celler och de har förmågan att ta över cellens maskineri och utnyttja det för sin egen nytta. Men innan virus tar sig in i värdceller kan de betraktas som mycket små partiklar, så kallade nanopartiklar, och liknar då de syntetiska nanopartiklar som används vid både diagnostik och behandling av sjukdomar.

Forskare från Stockholms universitet och Karolinska Institutet har upptäckt att virus och nanopartiklar delar en annan viktig egenskap; båda binder till sig ett lager av proteiner vid kontakt med biologiska vätskor under jakten på en värdcell. Proteinskiktet på nanopartiklarnas yta påverkar dessutom deras biologiska aktivitet.

Som tennisboll i skål med mjölk och flingor

– Tänk dig att du doppar en tennisboll i en skål med mjölk och flingor. Bollen täcks omedelbart av partiklar som inte försvinner när du tar bort bollen ur skålen. Samma sak händer när virus kommer i kontakt med till exempel blod eller lungvätska som innehåller tusentals proteiner. Många av dem fäster snabbt vid virusets yta och bildar en proteinkappa, förklarar Kariem Ezzat vid Stockholms universitet och Karolinska Institutet.

Kariem Ezzat och hans kollegor har undersökt proteinkappor från respiratoriskt syncytial virus (RS-virus) i olika biologiska vätskor. RS-virus är globalt sett den vanligaste orsaken till akut nedre luftvägsinfektion hos små barn och leder varje år till ungefär 34 miljoner sjukdomsfall, 196 000 av dem dödliga.

– RS-virus som varit i kontakt med blod har en proteinkappa som ser väldigt annorlunda ut jämfört med RS-virus som träffat på lungvätska. Proteinkappan ser också annorlunda ut om RS-viruset i stället kommit i kontakt med blod från apor, som också kan får RS-virusinfektioner, säger Kariem Ezzat.

– Virusen ser inte annorlunda ut genetiskt, men de får en ny identitet genom att binda olika protein, som de plockar upp från omgivningen, på sin yta. Fenomenet gör det möjligt för virus att utnyttja omgivningen utanför cellen och vi har data som visar att flera av dessa kappor gör RS-virus mer smittsamt.

Virus kan skynda på sjukdomsprocess

Forskare vid Stockholms universitet och Karolinska Institutet har också upptäckt att virus som exempelvis RS-virus och herpes simplex virus typ 1 (HSV-1) kan binda till sig speciella proteiner som kallas amyloida proteiner. Då bildas lätt fibriller, små trådar, som är typiska för amyloida plack. Amyloida plack, i sin tur, leder till att hjärnans nervceller dör vid Alzheimers sjukdom. Hittills har mekanismen som kopplar ihop virus och amyloida plack varit svår att hitta, men Kariem Ezzat och hans forskarkollegor har upptäckt att HSV-1 kan påskynda bildningen av amyloida plack. I en djurmodell av Alzheimers sjukdom såg de att möss utvecklade sjukdomen inom 48 timmar efter infektion i hjärnan. Utan HSV-1-infektion tar sjukdomsprocessen normalt flera månader.

– Den nya mekanismen som vi beskriver i vår artikel har betydelse för att identifiera nya faktorer som påverkar infektionsförmågan hos virus. Kunskapen är också viktig för vaccinutveckling. Beskrivningen av en mekanism som länkar ihop virus och amyloida orsaker till sjukdomar ökar dessutom intresset för att i detalj förstå mikroorganismers roll i utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers. Det kan i sin tur ge nya ledtrådar för läkemedelsutveckling, säger Kariem Ezzat, Stockholms universitet och Karolinska Institutet.

Vetenskaplig artikel:

The Viral Protein Corona Directs Viral Pathogenesis and Amyloid Aggregation (Ezzat et al), Nature Communications

Kontakt:

Kariem Ezzat, Institutionen för molekylär biovetenskap, Wenner-Grens institut, Stockholms universitet, kariem.ezzat@su.se

Anna-Lena Spetz, Institutionen för molekylär biovetenskap, Wenner-Grens institut, Stockholms universitet, anna-lena.spetz@su.se