Microbiologie in hapklare porties
Diabetogene virussen: Hefboomwerking van het virus – om het virus te bestrijden
Diabetes mellitus (DM) – een stofwisselingsziekte die een hoge bloedsuikerspiegel veroorzaakt – maakt al geruime tijd deel uit van de samenleving. Er zijn al in 1500 voor Christus schriftelijke observaties over diabetes gedocumenteerd [meer over de geschiedenis van diabetes mellitus].
Vandaag de dag lijdt een half miljard mensen aan diabetes. Diabetes is een complexe multifactoriële ziekte; de oorzaken zijn genetisch of gebaseerd op de levensstijl en kunnen na verloop van tijd leiden tot falen van meerdere organen. Diabetes volgt geen rechtlijnig verloop en kan vaak worden verergerd door de omstandigheden van een individu. Van familiegeschiedenis en omgevingsfactoren tot reeds bestaande medische aandoeningen, alles kan een trigger zijn voor diabetes. In feite is een universele genezing voor DM niet haalbaar omdat er nog geen definitieve of unieke oorzaak voor diabetes is vastgesteld.
Onderzoekers richten zich nu op het reguleren/voorkomen van de verschillende factoren die diabetes veroorzaken. Het is niet verrassend dat virussen al lang in verband worden gebracht met DM. Ze worden diabetogene (diabetes veroorzakende of -producerende) virussen genoemd en kunnen zowel diabetes veroorzaken als versnellen. Er zijn enkele hypothetische vaccins tegen deze virussen, maar er is nog geen goedgekeurd.
Regelmatige controle van de bloedsuikerspiegel en alert zijn op verdere complicaties zijn de twee belangrijkste hulpmiddelen voor diabetes beheer. Onopgemerkte diabetogene virale infecties kunnen een ernstige bedreiging vormen voor deze beheerstechnieken. Dit komt omdat de virale belasting te laag is, niet geschikt voor moleculaire detectie, maar efficiënt genoeg om bij te dragen aan de verergering van DM. Dit kan leiden tot een stijgende bloedsuikerspiegel zonder aanwijsbare oorzaak, wat vervolgens het behandelingsproces en de algehele gezondheid van een individu kan beïnvloeden. Maar hoe werkt dit diabetogene virus precies?
Diabetes, alvleesklier en diabetogene virussen
Diabetes mellitus wordt onderverdeeld in twee categorieën – type 1 en type 2, afhankelijk van de insulinewerking. Insuline is een chemische boodschapper voor onze cellen. Ons lichaam produceert insuline specifiek in het orgaan dat de alvleesklier wordt genoemd. Insuline geeft de cellen het signaal om glucose, gevormd door de afbraak van het voedsel dat we consumeren, op te nemen en te gebruiken om energie te maken. Bij type 1 DM, als gevolg van een genetische aanleg, is er een defecte insulineproductie door het lichaam, terwijl bij type 2 DM de cellen van een individu insulineresistentie krijgen. Wanneer iemand met diabetes niet genoeg insuline heeft of zijn lichaam er niet goed op reageert, stopt het vermogen van zijn cellen om glucose te gebruiken en dat leidt tot een ophoping van glucose in het bloed.
Diabetogene virussen, die stiekeme wezentjes, richten zich op de alvleesklier. Ze vernietigen de cellen die insuline produceren in de alvleesklier en verstoren het stofwisselingssysteem van het lichaam. Verschillende virussen, sommige met sterkere associaties en andere zwakkere, zijn diabetogeen gebleken. Maar de best gedocumenteerde diabetogene virussen zijn van de Enterovirus familie. Enkele andere veel voorkomende ziekten die door deze familie worden veroorzaakt, zijn polio, de ziekte van Bornholm, hemorragische bindvliesontsteking en hand-voet-en-klauwzeer.
Van de Enterovirus familie wordt Coxsackievirus B4 (CVB4) beschouwd als de meest diabetogene. CVB4 RNA-genomen zijn geïsoleerd uit laboratoriumstudies op menselijke alvleeskliercellen en uit post-mortem pancreasverslagen van kinderen die lijden aan type 1 DM. CVB4-infectie start of versnelt de progressie van diabetes door het menselijke immuunsysteem te helpen zijn eigen alvleeskliercellen aan te vallen, wat resulteert in insulinetekort. Dit veroorzaakt op zijn beurt een hoge bloedsuikerspiegel met ernstige gevolgen.
Hoewel een vaccin de meest waarschijnlijke therapeutische keuze lijkt, is het ontwerpen van een Enterovirus vaccin een hele uitdaging. Dit komt doordat het Enterovirus verschillende serotypen bevat, maar er onvoldoende inzicht is in de serotype-ziekte relaties. Serotypen verwijzen in feite naar microben die tot dezelfde soort behoren (bacteriën, virussen, enz.), maar met enkele minieme verschillen. Het werkt als een naamplaatje voor de bacterie of het virus. Het is een beetje zoals we mensen uit elkaar kunnen houden door hun naam, zelfs als ze op elkaar lijken. Serotypes helpen wetenschappers om ze te identificeren en te categoriseren op basis van hun bepaalde kenmerken. De enterovirale serotypes evolueren voortdurend, wat het voor onderzoekers moeilijk maakt om bepaalde serotype-ziekteverhoudingen vast te stellen. Maar onderzoekers hebben misschien eindelijk een manier gevonden!
Hefboomwerking van het virus – om het virus te bestrijden
In een recente studie probeerden onderzoekers beter te begrijpen hoe deze diabetogene virussen effectief kunnen worden geneutraliseerd in geïnfecteerde menselijke cellen. Eerdere studies probeerden diabetogene virussen aan te pakken met traditionele strategieën, maar geen enkele was succesvol. Deze studie probeerde een modernere aanpak tegen diabetogene virussen door gebruik te maken van een virusachtig deeltje (VLP) voor het ontwerpen van vaccins.
VLP’s lijken op virusdeeltjes maar missen DNA en RNA, waardoor ze niet in staat zijn om mensen te infecteren. Maar ze zijn zeer immunogeen of in staat om een immunologische reactie van het lichaam uit te lokken. Verschillende virusachtige deeltjes (VLP’s) gegenereerd uit virussen worden nu gebruikt als vaccinaties. De methodologieën die in dit werk zijn gebruikt, waren vergelijkbaar met die welke in eerdere op VLP gebaseerde vaccinatiestudies zijn gebruikt. Ze hebben een CVB4-vaccin gemaakt met behulp van het belangrijkste Coxsackievirus B4-antigeen, viraal proteïne-1, VP1. VP1 van het Coxsackievirus B4 is belangrijk omdat het virus hierdoor met menselijke cellen interageert.
Na het verzamelen van de VP1-bevattende virale cellen, hebben de onderzoekers ze hier gezuiverd en chemisch gekarakteriseerd om te controleren of ze lijken op de CVB4-virusdeeltjes. De efficiëntie van het VP1-VLP-vaccin in de bescherming tegen CVB4-infectie werd vervolgens bestudeerd door het vaccin in te spuiten in muizenmodellen. De muizengroep met het VP1-VLP-vaccin was in staat om weerstand te bieden tegen infectie door zowel de diabetogene (CVB4E2) als de niet-diabetogene stammen (CVB4JBV) van het Coxsackievirus B. Bovendien hebben veel VLP-vaccins hulpstoffen nodig (chemische stoffen die aan het vaccin worden toegevoegd om de effectiviteit ervan te vergroten). Het huidige vaccin kon echter een hoge effectiviteit tegen het virus bereiken door een zeer eenvoudig zuiveringsproces, zonder hulpstoffen.
De groep voorspelt dat het gebruik van geavanceerde vaccin zuiveringstechnieken de effectiviteit van het vaccin in de toekomst waarschijnlijk nog verder kan verhogen. Ze controleerden ook of de muizen die in het onderzoek werden gebruikt zichtbare veranderingen hadden, zoals lichaamsgewicht, maar alle muizen bleken kerngezond te zijn. De conclusie was dat het vaccin voor 90-100% effectief was tegen de twee stammen van Coxsackievirus B-infecties.
Het screenen en ontwikkelen van effectieve vaccins is een duur proces. Deze studie is om een aantal redenen een belangrijke stap in de strijd tegen diabetogene virussen en DM1. Zo biedt toekomstige implementatie van dit onderzoek in grotere studiecohorten de mogelijkheid om VP1-VLP te ontwikkelen als een verkoopbaar vaccin en de weg vrij te maken voor verdere VLP-gebaseerde vaccinstudies tegen andere diabetogene virussen. Met een jaarlijks stijgende trend in het aantal diabetesgevallen wereldwijd, zijn onderzoeken zoals hier besproken van het grootste belang.
Link to the original post: Gharbi, Jawhar, et al. “Viral Protein VP1 Virus-like Particles (VLP) of CVB4 Induces Protective Immunity against Lethal Challenges with Diabetogenic E2 and Wild Type JBV Strains in Mice Model.” Viruses vol. 15,4 878. 29 Mar. 2023, https://doi.org/10.3390/v15040878
Featured image: Freepik
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 