Onderzoekers van de Purdue University hebben ontdekt hoe sommige antilichamen infecties door virussen neutraliseren.

Bacteriële en virale infecties zijn in veel opzichten vergelijkbaar en veroorzaken vaak vergelijkbare symptomen bij mensen. Echter, bacteriële infecties kunnen vaak worden behandeld met antibiotica, terwijl virale infecties vaak niet zo gemakkelijk te genezen zijn.

Het onderzoek is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences en geschreven door Yangchao Dong, Yue Liu, Wen Jiang, Thomas J. Smith, Zhikai Xu en Michael G. Rossmann. De studie toont aan dat bepaalde antilichamen het vermogen hebben om een ​​virus te openen en het genoom ervan te legen. Dit zou het equivalent zijn van het doden, als virussen überhaupt in leven waren.

"We willen graag begrijpen hoe verkoudheidsvirussen een gastheer infecteren, " zei Michael Rossmann, hoofdonderzoeker en Hanley Distinguished Professor of Biological Sciences. "Dit geeft ons een idee van hoe het genoom vrijkomt zodra het virus de gastheercel heeft herkend."

De studie toont aan dat binding van een neutraliserend antilichaam aan een specifiek rhinovirus significante veranderingen veroorzaakt rond gaten in de schaal van het virus, waardoor het virale RNA kan ontsnappen. Dit "uncoating"-proces stopt het vermogen van het virus om zichzelf in de cel te repliceren.

"Normaal gesproken in de infectiecyclus, het virus moet zijn genoom in de cel vrijgeven zodat het zich kan vermenigvuldigen, " zei Liu, een postdoctoraal onderzoeker bij Purdue. "Op het oppervlak van cellen, er zijn een aantal receptormoleculen die de afgifte van het virusgenoom kunnen veroorzaken. Nu hebben we een antilichaam gevonden dat hetzelfde kan doen."

Het team gebruikte cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM), een beeldvormingsmethode die wordt gebruikt om driedimensionale afbeeldingen van microscopische objecten te maken, om het proces te illustreren. Deze structuren zijn tot nu toe de afbeelding met de hoogste resolutie van een antilichaam-viruscomplex, volgens de studie.

Er is de afgelopen drie jaar een "resolutie-revolutie" geweest, zei Rossmann. De uitvinding van nieuwe detectoren die worden gebruikt in elektronenmicroscopen heeft onderzoekers in staat gesteld om cryo-EM te gebruiken wanneer ze in het verleden röntgenkristallografie zouden hebben gebruikt. Hoewel het een of twee jaar kan duren om een ​​driedimensionaal beeld vast te leggen met behulp van röntgenkristallografie, het zou een paar weken duren met cryo-EM.

"Van dit, we weten veel atomaire details over hoe het antilichaam interageert met het virus in termen van aminozuren, chemische interacties en hoe het virus zijn structuur heeft veranderd en zich heeft voorbereid op het vrijkomen van het genoom, " zei Liu. "Zonder een structuur met hoge resolutie, we zouden niet al deze details weten."

Hoewel de resultaten van de studie geen directe remedie bieden voor verkoudheid, ze geven wel aan dat wetenschappers dichterbij komen. Nu ze weten hoe een antilichaam een ​​virale infectie kan neutraliseren, ze kunnen het mechanisme toepassen op vergelijkbare virussen.

"We hebben nu twee voorbeelden van door antilichamen geïnduceerde genoomafgifte uit de capside, zodat we dit mechanisme kunnen gebruiken om de basisstructuur van het antigeen te ontwerpen, " zei Liu. "Deze zouden kunnen worden gebruikt om de productie van neutraliserende antilichamen te simuleren die nuttig kunnen zijn bij het beheersen van vergelijkbare virussen."