Cellens mekaniska skydd ger nya redskap i kampen mot herpes

Med målet att finna nya angreppssätt för att behandla virusinfektioner har forskaren Alex Evilevitch under många år studerat mekanismer bakom herpesinfektion och virusets fysikaliska egenskaper. I en ny studie om herpesvirusets smarta modus operandi har han undersökt hur mekaniken i cellkärnan påverkas av herpesviruset och hur cellkärnan motstår de påfrestningar som den utsätts för av viruset. Studien publiceras i PNAS.

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. Detta leder till vad Alex Evilevitch beskriver som en mekanisk belastning på kärnhöljet och att kärnhöljet riskerar att brista. 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.

Outforskat område

– 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 simplex-virus 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 funktionalitet som krävs för förökning av herpesvirus i cellkärnan.

– 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. 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.

Kontakt:  Alex Evilevitch, forskargruppschef, universitetslektor vid Institutionen för Experimentell medicinsk vetenskap, Lunds universitet, 046-222 09 47, alex.evilevitch@med.lu.se

Publikation
"Intranuclear HSV-1 DNA ejection induces major mechanical transformations suggesting mechanoprotection of nucleus integrity "
PNAS, 21 februari 2022. 

Studien har finansierats med medel från Vetenskapsrådet och Mats Paulsson stiftelse

Länkar till artiklar publicerade av Lunds universitet om Alex Evilevitch tidigare studier kring herpesvirus:

• Antiviral metod mot herpes
• Så växlar virus mellan infektionsförlopp
• Avslöjar nyckelmekanism bakom virusinfektion

-----------------
Presskontakt Medicinska fakulteten vid Lunds universitet: Katrin Ståhl, 046-222 01 31, 0725-27 97 97, katrin.stahl@med.lu.se

Taggar: