9 oktober 2023 Nieuwe inzichten in factoren die succes van afweerreactie tegen virus beïnvloeden Terug naar nieuws De snelheid waarmee een virus zich vermenigvuldigt beïnvloedt het vermogen van een cel om de infectie af te weren. Zo hebben cellen een grotere kans om een succesvolle antivirale reactie op te starten bij virusinfecties die langzaam op gang komen. Dat ontdekten onderzoekers uit de groepen van Marvin Tanenbaum (Hubrecht Instituut) en Frank van Kuppeveld (Universiteit Utrecht). Ze gebruikten nieuwe microscopietechnieken om de strijd tussen virus en cel in de eerste uren na infectie zichtbaar te maken en publiceerden hun resultaten op 9 oktober 2023 in Nature Microbiology. Elke cel bevat een effectief afweermechanisme dat kan worden geactiveerd wanneer een virus binnendringt. Met deze zogenoemde antivirale reactie probeert de cel te voorkomen dat de indringer de cel overneemt en zichzelf kan vermenigvuldigen. Bovendien geeft de cel met de antivirale reactie een seintje aan cellen in de buurt zodat zij zich kunnen wapenen tegen het virus. De activatie van de afweerreactie wordt echter gesaboteerd door het virus. Er ontstaat dus als het ware een strijd tussen de cel en het virus, waarbij de uitkomst grote gevolgen heeft voor het vermogen van de cel om het virus op te ruimen. Virusinfectie zorgt voor activatie van de antivirale reactie in een fractie van alle geïnfecteerde cellen. Cellen geïnfecteerd met virus (zichtbaar in wit) kunnen in sommige gevallen een afweerreactie starten. Hierdoor worden genen die betrokken zijn bij de afweer tegen het virus actief (groene en roze stippen). Credit: Lucas Bruurs, copyright: Hubrecht Instituut. Snelheid van vermenigvuldiging Eerder ontwikkelden onderzoekers van het Hubrecht Instituut en de Universiteit Utrecht al een geavanceerde techniek waarmee ze live kunnen meekijken naar het verloop van een virusinfectie in levende cellen. Nu hebben ze deze techniek genaamd VIRIM (Virus Infection Real-time Imaging) gecombineerd met nieuwe technologie om specifiek de antivirale reactie zichtbaar te maken en zo meer inzicht te krijgen in de factoren die de uitkomst van de wedstrijd tussen cel en virus beïnvloeden. Lucas Bruurs, een van de onderzoekers, vertelt: “We zagen dat de snelheid waarmee een virus zich vermenigvuldigt in de eerste uren na een infectie invloed heeft op het vermogen van de cel om weerstand te bieden. Zo wordt de antivirale reactie van de cel vaker geactiveerd bij infecties die langzamer verlopen.” Sabotage door virus De resultaten waren verrassend “Als een virus zich vermenigvuldigt, wordt een bepaald soort RNA-molecuul gemaakt. De cel herkent dit molecuul als vreemd, weet daardoor dat er sprake is van een indringer en activeert de antivirale reactie. Maar bij een langzamere virusinfectie duurt het ook langer voordat het RNA-molecuul is gemaakt. Je zou dus verwachten dat het ook langer duurt voordat de cel het afweermechanisme activeert,” legt Bruurs uit. Maar de cel lijkt het afweermechanisme juist in deze gevallen erg goed te activeren, waarschijnlijk omdat het virus door de tragere groei minder goed in staat is het afweermechanisme te saboteren. Betere behandelingen tegen virusinfecties De resultaten bieden inzicht in de factoren die de uitkomst van de wedstrijd tussen virus en cel bepalen. Bruurs: “Als we dat proces beter begrijpen, kunnen we in de toekomst nieuwe behandelingen ontwikkelen om virusinfecties effectief tegen te gaan”. Voordat het zover is, moeten de wetenschappers echter nog andere factoren onderzoeken die een rol spelen in het verloop van een infectie. “De technieken die we nu ontwikkeld hebben kunnen daarbij helpen,” concludeert Bruurs. Live visualisatie van de vermenigvuldiging van virus en de antivirale reactie in individuele cellen. Links: te zien is de vermenigvuldiging van het virus (groene stipjes) in de eerste fases na infectie. Midden en rechts: aan de verplaatsing van een molecuul genaamd IRF3 (midden) en activatie van het IFIT1-gen (rechts) is te zien dat de antivirale reactie is geactiveerd. Credit: Lucas Bruurs, copyright Hubrecht Instituut. Publicatie Antiviral responses are shaped by heterogeneity in viral replication dynamics. Lucas J.M. Bruurs, Micha Müller, Jelle G. Schipper, Huib H. Rabouw, Sanne Boersma, Frank J.M. van Kuppeveld en Marvin E. Tanenbaum. Nature Microbiology 2023. Marvin Tanenbaum is groepsleider bij het Hubrecht Institute, hoogleraar Genexpressiedynamiek aan de TU Delft en Oncode Investigator.
