Voor het eerst hebben wetenschappers in realtime en in drie dimensies alle stappen vastgelegd die een virus volgt als het een levende cel binnendringt en infecteert.

Wetenschappers bereikten deze prestatie door gebruik te maken van geavanceerde beeldvorming, roosterlicht microscopie genaamd, evenals chemische en genetische manipulatie.

Het eerste deel van de video die hier wordt getoond, volgt een virus dat is ontwikkeld om SARS-CoV-2-spike-eiwitten (roze gemarkeerd) te laten ontkiemen terwijl het wordt gevangen op een celoppervlak en wordt opgeslokt door een cellulair compartiment dat een endosoom wordt genoemd. Het virus versmelt vervolgens met het endosoommembraan en injecteert het genetische materiaal (blauw gemarkeerd) in de cel - de stappen die nodig zijn om een ​​cyclus van virale infectie en replicatie op gang te brengen.

Het tweede deel van de video toont veel van dergelijke virussen in de cel. De video beslaat 4 minuten activiteit, waarbij elke 4 seconden snapshots worden gemaakt.

De bevindingen, gepubliceerd op 1 september in PNAS , bieden nieuwe inzichten in de fundamentele mechanismen van virale infectie en kunnen de weg wijzen naar nieuwe methoden om in te grijpen vóór het begin van COVID-19.

Het werk van de onderzoekers onthult dat virussen niet kunnen samensmelten met het membraan en hun genomen kunnen vrijgeven, tenzij ze worden gebaad in een licht zure omgeving. Experimenten gaven aan dat de pH tussen 6,2 en 6,8 moet liggen, net neutraal en vergelijkbaar met lichaamsvloeistoffen zoals speeksel en urine. Endosomen hebben zo'n zuurgraad en de metingen van het team bevestigden dat dit ook het pH-bereik is in een typische menselijke neus, waar SARS-CoV-2-infectie vaak begint.

"Vermakelijk genoeg is het meten van de pH van de neusgatholte zelden eerder gedaan", merkte co-senior auteur Tomas Kirchhausen op, hoogleraar celbiologie aan het Blavatnik Institute aan de Harvard Medical School en HMS-hoogleraar kindergeneeskunde aan het Boston Children's Hospital.

Door de zure omgeving kunnen enzymen in het endosoom of op het celoppervlak - waaronder TMPRSS2, een belangrijke factor voor SARS-CoV-2-infectie - het spike-eiwit afsnijden en membraanfusie vergemakkelijken, ontdekte het team.

Het werk werd geleid door de laboratoria van Kirchhausen; voormalig HMS-professor Sean Whelan, nu aan de Washington University in St. Louis; en Giuseppe Balistreri aan de Universiteit van Helsinki. Alex Kreutzberger, HMS-instructeur kindergeneeskunde in het Kirchhausen-lab, is de eerste auteur van het artikel. + Verder verkennen

Krachtig nieuw antilichaam neutraliseert alle bekende SARS-CoV-2 varianten