Microbiologie in hapklare porties
Zika Virus aanpakken bij de bron
De ontwikkeling van geneesmiddelen voor de behandeling van infectieziekten is vaak gericht op de microben in de menselijke gastheer. Sommige wetenschappers richten zich echter op het stoppen van vectoroverdraagbare ziekteverwekkers bij hun tussengastheer – de mug.
De auteurs van dit artikel wilden deze aanpak gebruiken om potentiële therapeutische doelwitten te identificeren voor het Zika-virus, dat voornamelijk wordt overgedragen door de Aedes aegypti-mug. Targeting van dit virus was van groot belang, omdat er momenteel geen behandeling voor het Zika-virus bestaat die in de kliniek wordt gebruikt.
De belangrijkste focus van dit artikel was om te bepalen of adiponectine belangrijk was voor de overleving van het Zika-virus in zijn insectengastheer. Bij mensen wordt adiponectine vaak gebruikt als biomarker voor bepaalde ziekten, zoals diabetes. Interessant genoeg is de adiponectinepathway in verband gebracht met infectieuze ziekteverwekkers in andere muggensoorten. De rol van het eiwit in A. aegypti is echter onduidelijk.
Breek het en kijk wat er gebeurt!
Om de rol van de adiponectinereceptor in A. aegypti (AaARLP) te bepalen, gebruikten de auteurs een omgekeerde genetica-techniek. Omgekeerde genetica is een veelgebruikte aanpak om de functie van een interessant gen te identificeren. Bij deze aanpak gebruiken wetenschappers vaak genetische methoden om het gen niet-functioneel te maken en vergelijken ze de fenotypes van het kapotte gen met die van het wildtype gen.
In dit geval gebruikten de auteurs RNA-interferentie om de AaARLP-receptor het zwijgen op te leggen. RNA-interferentie is een methode uit de moleculaire genetica waarbij onderzoekers zich kunnen richten op de afbraak van een specifiek RNA dat codeert voor een interessant eiwit. In dit geval richtten de onderzoekers zich op de afbraak van het RNA dat de AaRLP-receptor maakt in een groep A. aegypti en lieten ze zich voeden met muizen die geïnfecteerd waren met het Zika-virus. Vervolgens maten ze de niveaus van het Zika-virus in de initiële locatie van het virus (de middendarm) en de locatie van de voortgang van het virus door de mug (het lichaam).
In de AaARLP groep was de expressie van het Zika virus lager in de middendarm op 2 en 7 dagen na infectie (zie afbeelding 1). Er was ook een lagere Zika virus expressie in het lichaam van de muggen op 7 dagen na infectie. Omdat de vermindering van het virus niet zo dramatisch was tussen de wild-type en de silenced groep na 7 dagen na infectie, redeneerden de auteurs dat AaARLP belangrijk was voor het vertragen van de beweging van het Zika virus van de midgut naar het lichaam van de mug.
Afbeelding 1: Niveaus van Zika virus in een muismodel met AaARLP silenced stammen (roze) vergeleken met wild type (zwart). Bron afbeelding: Figuur 2E-G van Chen, et. al 2024.
Om de rol van AaARLP tijdens Zika infectie verder te onderzoeken, voerden de auteurs RNA sequencing uit op de wild type versus de silenced AaARLP muggen tijdens infectie. Dit experiment zou informatie opleveren over welke andere genen geupreguleerd of gedownreguleerd zijn in afwezigheid van de adiponectinereceptor. Na twee dagen na infectie waren er geen genen significant geupreguleerd of gedownreguleerd tussen de twee groepen, wat suggereert dat AaARLP hoogstwaarschijnlijk geen grote rol speelt in vroege infectie.
Onderzoek naar de rol van een nieuw eiwit bij Zika-infectie
Ondanks het feit dat er geen genen differentieel gereguleerd werden tijdens de vroege Zika infectie in de AaARLP silenced stammen, besloten de auteurs om de RNA sequencing te herhalen op een later tijdstip van infectie. Na zeven dagen na infectie zagen de auteurs een upregulatie van verschillende genen in de AaARLP silenced stam in vergelijking met het wildtype. Hieronder bevonden zich vier verschillende genen die coderen voor het enzym trypsine, dat belangrijk is voor de afbraak van eiwitten in de darm. Aangezien trypsine tijdens infectie sterk tot expressie kwam, stelden de auteurs de hypothese dat dit eiwit mogelijk een rol speelt in de infectie met het Zika-virus.
Om het effect van trypsine op de Zika-infectie zelf te bepalen, schakelden de auteurs de vier verschillende trypsinegenen in de muggen uit en lieten ze zich voeden met muizen met Zika-virus, zoals ze eerder hadden gedaan. Interessant genoeg resulteerde het uitschakelen van alle vier de genen in een afname van het Zika-virus in de middendarm van de muggen na twee dagen na infectie, maar een hoger niveau van Zika-virus in de middendarm na zeven dagen na infectie. Dit resultaat suggereert dat de trypsinegenen hoogstwaarschijnlijk de progressie van de Zika-virusinfectie naar de middendarm van de muggen vertragen.
Afbeelding 2: Model van de rol van AaARLP en trypsine in de progressie van het Zika-virus door de mug. Bron afbeelding: Figuur 6 uit Chen, et. al 2024.
Wat zijn de volgende stappen?
Dit artikel toonde aan dat de adiponectinereceptor AaRLP en het enzym trypsine beide belangrijk waren in de progressie van het Zika-virus in de muggengastheer (zie afbeelding 2). Inzicht in de belangrijkste spelers bij Zika-virusinfecties in de mug kan helpen bij het identificeren van doelwitten voor toekomstige therapeutica. Als we het virus in de mug kunnen elimineren, kunnen we misschien de verspreiding van het Zika-virus naar mensen voorkomen.
Al met al is er meer onderzoek nodig om te bepalen of AaRLP en trypsine goede kandidaten zijn voor het remmen van ziekteverwekkers in de mug. Ondanks dat er meer onderzoek nodig is, biedt dit werk een goede basis voor ons vermogen om het Zika virus bij de bron te stoppen.
Link to the original post: Chen T, Marín-López A, Raduwan H, Fikrig E.0.Aedes aegypti adiponectin receptor-like protein signaling facilitates Zika virus infection. mBio0:e02433-24.https://doi.org/10.1128/mbio.02433-24
Featured image: created by author with BioRender
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 