Wetenschap
Reusachtig virus ontdekt in afvalwaterzuiveringsinstallatie infecteert dodelijke parasiet
Het eencellige organisme Naegleria fowleri behoort tot de dodelijkste menselijke parasieten. Onderzoekers rond Matthias Horn en Patrick Arthofer van het Centrum voor Microbiologie en Milieusysteemwetenschappen van de Universiteit van Wenen hebben in een internationale samenwerking virussen ontdekt die deze schadelijke microbe infecteren.
Deze worden Naegleriavirus genoemd en behoren tot de gigantische virussen, een groep die bekend staat om hun ongewoon grote deeltjes en complexe genomen. Het team beschrijft hun bevindingen in Nature Communications .
Naegleri-soorten zijn eencellige amoeben, die wereldwijd in waterlichamen voorkomen. Eén soort, Naegleria fowleri, gedijt goed in warm water boven de 30°C en veroorzaakt primaire amoebenmeningo-encefalitis (PAM), een zeldzame maar bijna altijd fatale herseninfectie. Een onderzoeksteam onder leiding van Patrick Arthofer en Matthias Horn van het Centrum voor Microbiologie en Milieusysteemwetenschappen (CeMESS) van de Universiteit van Wenen heeft nu gigantische virussen geïsoleerd die verschillende Naegleria-soorten infecteren.
Reuzenvirussen, wetenschappelijk Nucleocytoviricota genoemd, zijn een virusgroep die pas twintig jaar geleden werd geïdentificeerd en die voornamelijk eencellige organismen infecteert. Deze virussen wedijveren qua grootte met bacteriën en beschikken over unieke structuren en genetische eigenschappen waarvan voorheen werd gedacht dat ze exclusief voor het cellulaire leven waren. Hun ontdekking leidde tot discussies over de definitie van virussen en de oorsprong van het leven.
"De nieuw ontdekte Naegleriavirussen werden geïsoleerd uit een afvalwaterzuiveringsinstallatie in Klosterneuburg bij Wenen en vertegenwoordigen slechts het vierde isolaat van een groep genaamd Klosneuvirussen", zegt Arthofer. Deze ontdekking en de karakterisering van Naegleriavirussen werden mogelijk gemaakt door internationale samenwerking met onderzoekers van de universiteiten in Poitiers, de Canarische Eilanden, en het in de VS gevestigde Joint Genome Institute.
Naegleriavirussen worden ten onrechte als voedselbron opgenomen, maar vernietigen hun amoebe-gastheren binnen slechts enkele uren. Ze vertonen een structuur die bekend is bij gigantische virussen en infecteren gastheercellen via een zogenaamde stargate-structuur die het binnendringen van DNA vergemakkelijkt. Binnen enkele uren vormt zich in de amoebecel een structuur die bekend staat als een virusfabriek, waarbij viraal genetisch materiaal buiten de kern wordt gerepliceerd en honderden nieuwe virusdeeltjes worden samengesteld.
Om de gastheercel tijdens dit proces in leven te houden, gebruiken Naegleriavirussen waarschijnlijk speciale eiwitten die de natuurlijke immuunrespons van de cel onderdrukken en vroegtijdige celdood voorkomen. Pas na succesvolle virale replicatie vindt celvernietiging en virusvrijgave plaats.
Virussen worden gebruikt bij faagtherapie om bacteriële pathogenen te bestrijden.
“De nieuw geïdentificeerde Naegleriavirussen zijn mogelijk niet geschikt om Naegleria-infecties te behandelen, gezien de moeilijke toegankelijkheid van de hersenen, waar infecties voorkomen. Deze ontdekking opent echter de deur naar de mogelijkheid van preventieve behandeling van risicovolle waterlichamen, zoals tijdens het zwemmen. Behandeling van zwembadwater, maar hiervoor zou eerst verder onderzoek nodig zijn. Hoe dan ook, de ontdekking van deze virussen zal ons begrip van zowel de Naegleria-biologie als de virussen die ze infecteren vergroten”, zegt Horn.