Φως στο μυστηριώδη ιό της ιλαράς ρίχνει νέα έρευνα

Ερευνητές στις ΗΠΑ κατάφεραν να οπτικοποιήσουν τη στιγμή που ο ιός της ιλαράς αναδύεται από τα μολυσμένα κύτταρα χάρη σε εκλεπτυσμένες τεχνικές κρυο-ηλεκτρονικής τομογραφίας.

Οι εικόνες θα βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον ιό της ιλαράς και να σχεδιάσουν νέες αντιϊικές στρατηγικές για παρόμοιους ιούς, σύμφωνα με σχετικό άρθρο που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό έντυπο Nature Communications.

Η επιστημονική ομάδα, υπό την καθοδήγηση της Ελίζαμπεθ Ράιτ από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Emory στην Ατλάντα και του Ζανλονγκ Κι, μεταδιδακτορικού ερευνητή στο Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας MRC του Κέιμπριτζ, κατάφερε να διακρίνει ένα εσωτερικό πλέγμα πρωτεϊνών που δρα ως ικρίωμα, με το «εγκλωβισμένο» σε αυτό γενετικό υλικό να μοιάζει σαν «φίδια» κοντά στην ιική μεμβράνη.

«Αν και υπάρχει αποτελεσματικό εμβόλιο κατά της ιλαράς, υπάρχουν πολλά πράγματα που ακόμα δεν είναι κατανοητά για τον ιό που την προκαλεί. Επιπλέον, η κατανόηση της εσωτερικής οργάνωσης του ιού μπορεί να μας καθοδηγήσει να μελετήσουμε άλλους σχετικούς ιούς, όπως του αναπνευστικού συγκυτιακού ιού (RSV) και οι ιοί της parainfluenza, που αποτελούν συχνές αιτίες αναπνευστικών λοιμώξεων, και του ιού Nipah», εξηγεί ο Δρ Κι.

Οι επιστήμονες μελέτησαν μολυσμένα από τον ιό της ιλαράς κύτταρα αφού προηγουμένως είχαν εργαστεί με εξαγνισμένους ιούς για μακρό χρονικό διάστημα. Και αυτό διότι η οικογένεια των παραμυξοϊών την οποία ανήκει ο ιός της ιλαράς είναι δύσκολη λόγω χαμηλής τιτλοποίησης, αστάθειας και ετερογένειας.

Κι ενώ συνήθως οι επιστήμονες επικεντρώνονται στον εξαγνισμό των ιών με φυγοκέντρηση από τα παχιά διαλύματα στα οποία εμπεριέρχονται, στην περίπτωση του ιού της ιλαράς και άλλων ιών όπως ο RSV, αυτό ενέχει κάποιο ρίσκο διότι ο Δρ Κι παρομοιάζει τον εξαγνισμένο ιό με ένα κουβά με μπαλόνια γεμάτα νερό σε διάφορα μεγέθη, τα οποία μπορεί να σπάσουν ανά πάσα στιγμή, απειλώντας την προσπάθεια οπτικοποίησή του.

Με τη βοήθεια όμως των ηλεκτρονικών ανιχνευτών και ειδικού λογισμικού που διορθώνει την επαγόμενη από τις ακτίνες κίνηση σε ένα κατεψυγμένο δείγμα, οι επιστήμονες μπορούν πλέον να παράγουν υψηλής ευκρίνειας δομές.

Η κρυο-ηλεκτρονική τομογραφία είναι ιδανική για τη μελέτη των ιών που έχουν διαφορετικά μεγέθη και σχήματα και όπως λέει η Δρ Ράιτ «ποτέ δε θα βλέπαμε τόσες λεπτομέρειες σε εξαγνισμένους ιούς, επειδή η διαδικασία του εξαγνισμένου διαταράσσει και καταστρέφει τα λεπτεπίλεπτα σωματίδια του ιού. Με τη νέα αυτή τομογραφία όμως μπορούμε να συλλέξουμε στοιχεία για εκατοντάδες ιούς όταν αυτοί αναδύονται από τα κύτταρα. Αυτό μας επιτρέπει να συλλάβουμε το πλήρες φάσμα των δομών κατά μήκος της οδού συναρμολόγησης του ιού».

Έτσι πλέον οι ερευνητές μπορούν να δουν την οργάνωση των γλυκοπρωτεϊνών στην επιφάνεια της ιικής μεμβράνης. Παλαιότερες μελέτες είχαν δείξει ότι δύο γλυκοπρωτεΐνες είναι παρούσες στη μεμβράνη, αλλά μοιάζουν με «δάσος από δέντρα» με ανεπαρκείς πληροφορίες για καθένα εξ αυτών.

Στην παρούσα μελέτη, οι επιστήμονες κατάφεραν να ξεχωρίσουν τις δύο γλυκοπρωτεΐνες και να καθορίσουν ότι μια από τις δύο, η πρωτεΐνη σύντηξης (F), ήταν οργανωμένη σε ένα καλά καθορισμένο πλέγμα υποστηριζόμενο από αλληλεπιδράσεις με την πρωτεΐνη του πλέγματος. Επιπλέον, μπόρεσαν να δουν «παρακρυσταλλικές συστοιχίες» της πρωτεΐνης του πλέγματος, που ονομάζεται M, κάτω από τη μεμβράνη. Οι συστοιχίες δεν είχαν παρατηρηθεί πριν σε μολυσμένα από τον ιό της ιλαράς κύτταρα ή σε μεμονωμένα σωματίδια του ιού της ιλαράς. «Με τη βοήθεια του μικροσκοπίου, οι συστοιχίες αυτές μοιάζουν λιγάκι με τουβλάκια Lego, από τα οποία απαρτίζεται και οικοδομείται ο ιός», λέει η Δρ Ράιτ.

Τα νέα αυτά δεδομένα αντικρούουν ένα προηγούμενο μοντέλο διάταξης του ιού, όπου το γονιδιακό υλικό RNP (ριβονουκλεοπρωτεΐνη) αποτελούσε τον πυρήνα και η πρωτεΐνη Μ σχηματίζει μια επίστρωση γύρω από αυτόν.

Βέβαια, οι επιστήμονες πρέπει να λύσουν και τον γρίφο γιατί ο ιό της ιλαράς έχει βολβοειδές σχήμα, ενώ ο RSV έχει νηματοειδές σχήμα. Ο Δρ Κι πιστεύει ότι ο ρόλος της Μ είναι όμοιος στους σχετιζόμενους μεταξύ τους ιούς, αν και καθώς ο ιός συναρμολογείται οι ξεχωριστές δομικές πρωτεΐνες μπορούν να συντονιστούν με μοναδικό τρόπο ώστε να παράγουν ιικά σωματίδια με διαφορετικά σχήματα ώστε να υποστηρίζεται καλύτερα ο κύκλος πολλαπλασιασμού του ιού.