Onderzoekers kunnen mogelijk de replicatie van het ebolavirus stoppen door het belangrijkste eiwit ervan te muteren, volgens een artikel gepubliceerd in de Tijdschrift voor biologische chemie .

Onderzoekers waren in staat Viral Protein 40 (VP40) te muteren op een manier die de resten van het eiwit veranderde, het blokkeren van de ontluikende en replicatie van het Ebola-virus in een modelsysteem.

VP40 is een perifeer membraaneiwit dat het ontluiken van virussen uit het plasmamembraan reguleert. Het interageert met een menselijk plasmamembraanlipide, fosfatidylserine, om de replicatie van het virus te vergemakkelijken. Alle dierlijke virussen moeten membranen passeren om cellen binnen te komen en te verlaten.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Robert Stahelin van de Purdue University, vond de specifieke delen van VP40 die binden met het lipide:een kationische patch aan het einde van een aminozuurketen. Deze plaats regelt het vermogen van het eiwit om een ​​lipide-envelop te vormen, de laag die het virus tegen de buitenwereld beschermt.

Wateraantrekkende residuen op deze locatie zijn van cruciaal belang voor membraanpenetratie en ontluiking. Die residuen vervangen door alanine, die hydrofoob is, verminderde lipidebinding met een factor 40 en stopte lokalisatie op het plasmamembraan.

VP40 is een transformatoreiwit, in staat om zichzelf te herschikken in verschillende structuren:monomeer, dimeer en octameer. Deze verschillende structuren werken anders samen met het lipide, volgens het papier. Het dimeer is het best uitgerust om replicatie te vergemakkelijken, twee keer zo goed presteren als het monomeer, en bijna 10 keer beter dan de octamer.

"Het is opwindend om te leren dat deze verschillende oligomere structuren anders binden met de menselijke lipidecellen, " zei Stahelin. "Dat zou kunnen verklaren waarom er verschillende rollen zijn voor dit eiwit in de virale replicatiecyclus."

Er zijn momenteel geen door de FDA goedgekeurde vaccins of therapieën beschikbaar voor het ebolavirus. Uitbraken zijn zeldzaam maar dodelijk, met sterftecijfers zo hoog als 90 procent. Weten hoe en waar het eiwit interageert met het lipide, zou onderzoekers in staat kunnen stellen om het beter te richten met therapieën.

"Dit helpt ons te begrijpen hoe het virus menselijke celmembranen gebruikt om nieuwe virusdeeltjes te repliceren en te vormen. Het virus heeft dit ene lipide nodig om het nieuwe deeltje te vormen en andere cellen te infecteren, " zei Stahelin. "We richten ons op menselijke cellen met therapieën die de manier waarop de cel lipiden maakt moduleren, en we richten ons graag op de menselijke cel omdat het niet waarschijnlijk is dat deze muteert en resistent wordt tegen het medicijn.

In deze studie werden cellulaire en in vitro modellen gebruikt. In vitro modellen werden gebruikt om te kwantificeren hoe goed VP40 bindt aan synthetische membranen. De onderzoekers muteerden de DNA-code om de aminozuursequentie van VP40 te veranderen, zuiverde die eiwitten tot homogeniteit en vergeleek hun bindingen met die van de originele VP40.

Bij cellulaire experimenten, live cell imaging werd gebruikt om de lokalisatie van VP40 in menselijke cellen te volgen. De beweging van de mutant VP40 en de originele VP40 werden vergeleken om te zien hoe ze binden aan het plasmamembraan van menselijke cellen, de plaats van virale replicatie.