De bevindingen werden gedaan in menselijke celculturen en in muizen.
Onze oma's hebben ons altijd gevraagd, 'Als je zo slim bent, waarom heb je geen remedie tegen verkoudheid bedacht? Nu hebben we een nieuwe manier om dat te doen."
Jan Carette, doctoraat, universitair hoofddocent microbiologie en immunologie
De aanpak om eiwitten in onze eigen cellen te targeten, werkte ook om virussen te stoppen die verband houden met astma, encefalitis en polio.
verkoudheid, of niet-influenza-gerelateerde infecties van de bovenste luchtwegen, zijn voor het grootste deel een week lang overlast. Ze zijn ook 's werelds meest voorkomende infectieziekte, kost de economie van de Verenigde Staten naar schatting $ 40 miljard per jaar. Minstens de helft van alle verkoudheden is het gevolg van rhinovirusinfecties. Er zijn ongeveer 160 soorten rhinovirus bekend, wat helpt te verklaren waarom een verkoudheid je er niet van weerhoudt om een maand later nog een verkoudheid te krijgen. De zaken erger maken, rhinovirussen zijn zeer gevoelig voor mutaties en, als resultaat, snel om resistentie tegen geneesmiddelen te ontwikkelen, evenals om de immuunsurveillance te omzeilen die is veroorzaakt door eerdere blootstelling of een vaccin.
In een onderzoek dat online op 16 september wordt gepubliceerd in Natuur Microbiologie , Carette en zijn medewerkers hebben een manier gevonden om een breed scala aan enterovirussen te stoppen, inclusief rhinovirussen, van replicatie in menselijke cellen in cultuur, evenals bij muizen. Ze bereikten deze prestatie door een eiwit uit te schakelen, in zoogdiercellen en die alle enterovirussen nodig lijken te hebben om te repliceren.
Carette deelt senior auteurschap met Or Gozani, MD, doctoraat, hoogleraar biologie aan Stanford en de Dr. Morris Herzstein hoogleraar biologie; Raúl Andino, doctoraat, hoogleraar microbiologie en immunologie aan UCSF; en Nevan Krogan, doctoraat, hoogleraar cellulaire en moleculaire farmacologie aan UCSF. De hoofdauteurs zijn voormalig Stanford-student Jonathan Diep, doctoraat, en de postdoctorale wetenschappers van Stanford Yaw Shin Ooi, doctoraat, en Alex Wilkinson, doctoraat.
Een van de meest bekende en gevreesde enterovirussen is het poliovirus. Tot de komst van een effectief vaccin in de jaren vijftig, het virus betekende alleen al in de Verenigde Staten elk jaar verlamming en dood voor vele duizenden kinderen. Sinds 2014, een ander type enterovirus, EV-D68, betrokken is geweest bij raadselachtige tweejaarlijkse uitbarstingen van een polio-achtige ziekte, acute slappe myelitis, in de Verenigde Staten en Europa. Andere enterovirussen kunnen encefalitis en myocarditis veroorzaken - ontsteking van de hersenen en het hart, respectievelijk.
Zoals alle virussen, enterovirussen reizen licht. Dupliceren, ze profiteren van eiwitten in de cellen die ze infecteren.
Om te zien welke eiwitten in menselijke cellen cruciaal zijn voor enterovirale vruchtbaarheid, de onderzoekers gebruikten een genoombreed scherm ontwikkeld in het laboratorium van Carette. Ze genereerden een gekweekte lijn van menselijke cellen die enterovirussen zouden kunnen infecteren. De onderzoekers gebruikten vervolgens genbewerking om willekeurig een enkel gen in elk van de cellen uit te schakelen. De resulterende cultuur bevatte, in totaal, cellen die elk gen in ons genoom missen.
De wetenschappers besmetten de kweek met RV-C15, een rhinovirus waarvan bekend is dat het astma bij kinderen verergert, en dan met EV-C68, betrokken bij acute slappe myelitis. In ieder geval, sommige cellen slaagden erin de infectie te overleven en kolonies te spawnen. De wetenschappers waren in staat om te bepalen welk gen in elke overlevende kolonie uit de commissie was geslagen. Hoewel zowel RV-C15 als EV-D68 beide enterovirussen zijn, ze zijn taxonomisch verschillend en hebben verschillende gastheerceleiwitten nodig om hun replicatiestrategieën uit te voeren. Dus, de meeste menselijke genen die coderen voor de eiwitten die elk viraal type nodig heeft om te gedijen, waren verschillend, te. Maar er waren slechts een handvol individuele genen waarvan de afwezigheid het vermogen van beide typen om in cellen te komen verstikte, repliceren, ontsnappen uit hun mobiele hotelkamers en vallen nieuwe cellen binnen. Een van deze genen viel in het bijzonder op. Dit gen codeert voor een enzym genaamd SETD3. "Het was duidelijk essentieel voor viraal succes, maar er was niet veel over bekend, ' zei Carette.
De wetenschappers genereerden een cultuur van menselijke cellen zonder SETD3 en probeerden ze te infecteren met verschillende soorten enterovirus - EV-D68, poliovirus, drie verschillende soorten rhinovirus en twee varianten van coxsackievirus, die myocarditis kunnen veroorzaken. Geen van deze virussen kon repliceren in de SETD3-deficiënte cellen, hoewel ze allemaal in staat bleken cellen te plunderen waarvan het vermogen om SETD3- te produceren was hersteld.
De onderzoekers zagen een 1, 000-voudige reductie in een mate van virale replicatie in menselijke cellen zonder SETD3, vergeleken met controles. Het uitschakelen van de SETD3-functie in menselijke bronchiale epitheelcellen die zijn geïnfecteerd met verschillende rhinovirussen of met EV-D68, sneed de replicatie ongeveer 100-voudig.
Muizen die bio-engineered waren om SETD3 volledig te missen, groeiden tot ogenschijnlijk gezonde volwassenheid en waren vruchtbaar, toch waren ze ongevoelig voor infectie door twee verschillende enterovirussen die paralytische en fatale encefalitis kunnen veroorzaken, zelfs wanneer deze virussen direct na hun geboorte direct in de hersenen van de muizen werden geïnjecteerd.
"In tegenstelling tot normale muizen, de SETD3-deficiënte muizen waren volledig onaangetast door het virus, " zei Carette. "Het was het virus dat dood was in het water, niet de muis."
Enterovirussen, de wetenschappers leerden, hebben geen nut voor de sectie van SETD3 die cellen gebruiken voor routinematige enzymatische activiteit. In plaats daarvan, enterovirussen karren rond een eiwit waarvan de interactie met een ander deel van het SETD3-molecuul, op een nog onbekende manier, nodig is voor hun replicatie.
"Dit geeft ons hoop dat we een medicijn kunnen ontwikkelen met een brede antivirale activiteit, niet alleen tegen verkoudheid, maar misschien tegen alle enterovirussen, zonder zelfs de normale functie van SETD3 in onze cellen te verstoren, ' zei Carette.
Carette en Gozani zijn lid van Stanford Bio-X en het Stanford Maternal &Child Health Research Institute, evenals faculteitsbursalen van Stanford ChEM-H. Gozani is lid van het Stanford Cancer Institute.
Oude microbiomen van primaten kunnen meer informatie opleveren over menselijke ontwikkeling
Mediterraan dieet bevordert gezond ouder worden met gezonder darmmicrobioom
Teken dragen nu meerdere ziekten,
Schimmels en bacteriën in de darm kunnen evenzeer van invloed zijn op de menselijke gezondheid als op de ernst van de ziekte
Slaapkwaliteit kan een indicator zijn voor later onderzoek naar de ziekte van Alzheimer
Darmmicrobioom is ook een realiteit in het foetale leven
Vermelden etiketten op commerciële kefirproducten de microbiële niveaus correct?
Het darmmicrobioom is een essentieel onderdeel van het menselijk organisme, zoals overduidelijk is gebleken uit veel onderzoek dat de afgelopen decennia is uitgevoerd. De International Scientific Asso
Slijm in douchekoppen kan gevaarlijke longbacteriën bevatten, ontdekt onderzoek
Een onderzoek heeft aangetoond dat de douchekoppen slijm bevatten dat potentieel gevaarlijke bacteriën kan bevatten die tot ernstige longaandoeningen kunnen leiden. Mycobacteriële bacteriën zijn veran
Vrouwen geboren met een keizersnede hebben een groter risico op obesitas en diabetes
Een nieuwe studie gepubliceerd in het open-access tijdschrift JAMA-netwerk geopend in april 2020 suggereert dat vrouwen die zijn geboren via een keizersnede een hoger risico lopen op het ontwikkelen