En studie av herpesviruset och dess smarta strategier visar också hur mekaniken i vår cellkärnan motstår påfrestningar från viruset. Studien banar väg för nya angreppssätt för att behandla herpesinfektioner.
Virus består av ett tunt proteinhölje, en kapsid, och innanför ligger dess arvsmassa, generna. När herpesvirus infekterar en cell, produceras mängder av genetiskt material som förökar sig – och därmed upptar allt större del av utrymme inuti cellkärnan.
Alex Evilevitch, forskare vid Lunds universitet, har under många år studerat mekanismer bakom herpesinfektion och virusets fysikaliska egenskaper. Mängden genetiskt material i cellkärnan leder till vad Alex Evilevitch beskriver som en mekanisk belastning på kärnhöljet och att kärnhöljet riskerar att brista.
Herpesvirus infekterar bara människan
Herpes simplex-virus (HSV) förekommer över hela världen och människan är den enda värden. Viruset finns i två närbesläktade former (HSV-1, HSV-2), som båda kan ge utslag och sår framförallt på läppar och könsorgan.
Vid herpes simplexinfektion uppstår blåsor på ett avgränsat hudområde. När man blir smittad vandrar viruset längs hudnerver till en nervknuta där det kan “vila” under många år. Sedan kan det aktiveras vid till exempel stress, solexponering och menstruation, och vandra ut till hud eller slemhinnor där det ger upphov till nya herpesblåsor. Oftast uppstår blåsorna på samma ställe varje gång.
Källa: Folkhälsomyndigheten
Ur herpesvirusets perspektiv och fortlevnad är detta scenario inte alls bra. För herpesviruset är det avgörande att cellkärnan förblir hel så att möjligheterna att föröka sig maximeras.
Förstår bättre hur cellkärnan kan hantera herpesvirus
– Området är till stor del outforskat. Men med ökad förståelse för hur mekaniken i cellkärnan påverkas av det infekterande herpesviruset kan vi förstå hur det är möjligt för cellkärnan att motstå de påfrestningar som den utsätts för av viruset. Mekaniken förhindrar för tidig skada på kärnhöljet och dna-kopieringsmaskineriet i cellkärnan, och det utnyttjas av viruset för att replikera sig, förklarar Alex Evilevitch, som lett studien vid Lunds universitet.
Detta kom forskarna fram till genom att undersöka hur cellkärnan påverkades av dna-injektion med humant herpes simplexvirus typ 1 (HSV-1) in i cellkärnan under en herpesinfektion. Med hjälp av ett atomkraftmikroskop undersökte forskarna intakta cellkärnors svar på HSV-1-dna, alltså hur cellen anpassar sig och förändras i olika skeden av en virusinfektion. Det är ett robust mekaniskt svar som syftar till att upprätthålla kärnans integritet och den funktionalitet som krävs för förökning av herpesvirus i cellkärnan.
Viktigt förstå hur viruset fortplantar sig i våra celler
– Kärnmekaniken i cellen som svar på virusinfektion har inte undersökts tidigare. Våra observationer av cellens mekaniska anpassning, möjliggör för viruset att utnyttja cellens dna-replikationsmaskineri för att maximera sin förökning i cellen. Att förstå den övergripande mekaniken som reglerar virusets livscykel avslöjar nya antivirala mål för behandling, säger Alex Evilevitch.
Ett sådant biofysikaliskt tillvägagångssätt vid bekämpandet av virus är mindre känsligt för mutationer och öppnar upp för en viktig ny strategi för behandling av virus med höga mutationshastigheter eller andra undvikande strategier, som annars är en stor utmaning inom vaccinutveckling.
Vetenskaplig artikel:
Intranuclear HSV-1 DNA ejection induces major mechanical transformations suggesting mechanoprotection of nucleus integrity, PNAS, 21 februari 2022
Alex Evilevitch tidigare studier kring herpesvirus:
- Antiviral metod mot herpes
- Så växlar virus mellan infektionsförlopp
- Avslöjar nyckelmekanism bakom virusinfektion
Kontakt:
Alex Evilevitch, forskargruppschef, universitetslektor vid Institutionen för Experimentell medicinsk vetenskap, Lunds universitet, alex.evilevitch@med.lu.se
