Microbiologie in hapklare porties
Barrières in lichaamsvloeistoffen tegen doodspelende virussen
Virussen verspreiden zich op verschillende manieren onder mensen. Respiratoire virussen, zoals het beruchte SARS-CoV-2, verspreiden zich via aërosolen; dit zijn de kleinste deeltjes of druppeltjes in de lucht. Andere worden overgedragen via lichaamsvloeistoffen: bloed, speeksel, sperma, urine en moedermelk.
Maar welke evolutionaire factoren bepalen de transmissieroute van een virale ziekteverwekker? De meest voor de hand liggende zijn bijvoorbeeld de plaats van virale vermenigvuldiging in het lichaam en de stabiliteit van het virus in lichaamsvloeistoffen of de omgeving. Maar er is meer aan de hand. De aanwezigheid van een virus in een lichaamsvloeistof alleen betekent nog niet dat het via die vloeistof kan worden overgedragen. Het Zika-, Dengue- of Ebola-virus kan bijvoorbeeld worden aangetroffen in sperma en speeksel, maar wordt bijna nooit seksueel of oraal overgedragen. Hoe is dit mogelijk? De auteurs van een recent onderzoeksartikel van de Universiteit van Ulm in Duitsland hebben een deel van het antwoord op deze vraag gegeven.
Sommige virussen doen zich voor als stervende cellen
Zika, Dengue, Ebola virus en enkele andere virussen hebben een gemeenschappelijk kenmerk: ze maken gebruik van zogenaamde “virale apoptotische mimicry” om contact te maken met hun doelcel en deze te infecteren. Apoptose is een vorm van celdood die elke dag meer dan 10 miljard keer voorkomt in je lichaam. Wanneer een cel apoptose ondergaat, vertoont deze een specifiek signaal op zijn oppervlak – een lipide genaamd fosfatidylserine of kortweg PS. De omliggende cellen kunnen dit signaal herkennen en de stervende cel opnemen in een proces dat endocytose wordt genoemd.
Veel virussen maken gebruik van endocytose om hun doelcel te infecteren. Maar de virale apoptotische nabootsingen zijn nog slimmer: ze dragen en tonen PS in hun eigen membraneuze omhulsel. Als een wolf in schaapskleren spelen deze virussen zich dood zodat cellen ze vrijwillig opnemen.
Synthetische en natuurlijke extracellulaire blaasjes verslaan Zika virus
De auteurs van dit onderzoek hadden al ontdekt dat sperma en speeksel veel extracellulaire blaasjes (EV’s) bevatten; dit zijn kleine druppeltjes gemaakt van een lipide bilaag. Deze EV’s concurreren met virussen voor binding aan hun doelcellen en voorkomen virale infectie. De auteurs vroegen zich af of deze competitie gebaseerd is op de aanwezigheid van PS op het EV-oppervlak.
Ze wilden eerst weten of infectie met het Zika virus echt berust op blootstelling van PS. Ze hakten de PS van het virusoppervlak af en ontdekten dat er minder virusinfecties plaatsvonden. Er was geen effect voor virussen die geen gebruik maken van virale apoptotische mimicry.
De auteurs synthetiseerden vervolgens EV’s met een bepaalde samenstelling van PS om te bestuderen of EV’s de infectie konden verstoren. Wanneer de EV’s geen PS bevatten, was infectie met het Zika virus nog steeds mogelijk. Maar met toenemende concentraties PS in de EV’s verminderde de infectie met het Zika virus omdat de EV’s met het virus concurreerden voor endocytose. Ze namen zelfs visueel waar dat er minder virussen aan celoppervlakken vastzaten in de aanwezigheid van PS-bevattende synthetische EV’s.
De auteurs extraheerden EV’s uit verschillende lichaamsvloeistoffen en ontdekten dat die uit sperma, speeksel en urine over het algemeen de hoogste PS-niveaus hadden. Daarentegen was het PS-niveau in EV’s uit bloed vrij laag. Net als de synthetische EV’s, interfereerden de natuurlijke EV’s ook met infectie van virussen die gebruik maken van virale apoptotische mimicry.
De auteurs genereerden hybride, fluorescerende EV’s en toonden een verband aan tussen een toenemend aantal EV’s en een afnemend aantal virussen dat zich hecht aan het celoppervlak. Ze bevestigden zelfs de competitie tussen het Zika virus en van sperma afgeleide EV’s op menselijk vaginaal weefsel afkomstig van patiënten.
Extracellulaire blaasjes in lichaamsvloeistoffen bepalen transmissieroutes
Laten we eens terugdenken aan de vraag waarmee dit verhaal begon: Hoe is het mogelijk dat sommige virussen aanwezig zijn in bepaalde lichaamsvloeistoffen, maar niet daardoor worden overgedragen? Dit artikel introduceert PS-blootstellende EV’s in lichaamsvloeistoffen als een effectieve barrière tegen infectie van apoptotische mimische virussen. De lagere overvloed aan PS-blootstellende EV’s in het bloed kan verklaren waarom deze virussen meestal worden overgedragen via bloedzuigende insecten en directe blootstelling aan bloed.
EV’s zijn de afgelopen jaren een veelbesproken onderwerp geworden. Een medicijn gemaakt van een PS-bevattende EV-achtige structuur wordt al veilig toegepast in kankertherapie. Zulke medicijnen zouden in de nabije toekomst verder getest kunnen worden als therapeutische opties tegen apoptotische mimische virussen.
Link to the original post: Groß R, Reßin H, von Maltitz P, Albers D, Schneider L, Bley H, Hoffmann M, Cortese M, Gupta D, Deniz M, Choi JY, Jansen J, Preußer C, Seehafer K, Pöhlmann S, Voelker DR, Goffinet C, Pogge-von Strandmann E, Bunz U, Bartenschlager R, El Andaloussi S, Sparrer KMJ, Herker E, Becker S, Kirchhoff F, Münch J, Müller JA. Phosphatidylserine-exposing extracellular vesicles in body fluids are an innate defence against apoptotic mimicry viral pathogens. Nat Microbiol. 2024 Apr;9(4):905-921. doi: 10.1038/s41564-024-01637-6.
Featured image: Created using Bing Image Creator
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 