Forskare i Lund har upptäckt en ny metod för att behandla alla humana herpesvirus. Den nya bredspektrum-metoden riktar sig mot fysikaliska egenskaper i virusets arvsmassa i stället för som i tidigare behandlingsmetoder, mot virala proteiner. Behandlingen består av nya molekyler som penetrerar virusets proteinhölje och hindrar generna från att lämna viruset för att infektera cellen. Det unika med den nya behandlingen är att den inte leder till resistens och verkar oberoende av mutationer i virusets arvsmassa. De nya resultaten publiceras i tidskriften PLOS Pathogenes.
Herpesvirusinfektioner är livslånga, med latensperioder mellan återkommande reaktiveringar, vilket gör behandling svår. Den största utmaningen ligger i att alla existerande antivirala läkemedel mot herpesvirus leder till snabb resistensutveckling i patienter med nedsatt immunförsvar där behovet för herpesbehandling är störst (till exempel nyfödda barn, patienter med HIV, vid cancer eller organtransplantation).
Både molekylära och fysikaliska egenskaper hos ett virus styr ett infektionsförlopp. Hittills har de fysikaliska egenskaperna dock ägnats mindre uppmärksamhet, menar forskaren Alex Evilevitch.
– Vi har en ny och unik infallsvinkel för att studera virus utifrån just dess fysikaliska egenskaper. Vår upptäckt innebär ett genombrott i utvecklingen av antivirala läkemedel då det inte riktar sig mot specifika virala proteiner som kan snabbt mutera, vilket leder till utvecklig av läkemedelsrestens, något som plågar nuvarande antivirala läkemedel mot herpes och andra virus. Vi hoppas att vår forskning kommer att bidra till bekämpningen mot hittills obotliga virusinfektioner, säger Alex Evilevitch, forskare och universitetslektor vid Lunds universitet, som tillsammans med sin forskargrupp, Virus Biofysik, publicerar de nya resultaten i PLOS Pathogenes.
Snabb resistensutveckling
Närmare 90 procent av jordens befolkning är infekterade av herpesvirus. Det finns nio kända typer av herpesvirus som infekterar människor. De vanligaste typerna av infektioner kan bland annat ge sjukdomar som munsår, genital herpes, bältros och körtelfeber. Medan andra typer av herpesvirusinfektioner kan leda till permanent skada av syn- och hörselnerver och även kopplas till olika former av cancer. Nya rön visar dessutom att herpesinfektion i hjärnan ökar risken för utveckling av Alzheimers sjukdom.
Virus består av ett tunt proteinhölje, en kapsid, och innanför ligger dess arvsmassa, generna. Alex Evilevitch har tidigare upptäckt att herpesvirus har ett högt tryck inuti på grund av att det är så fullpackat med genetiskt material.
– Trycket är 20 atmosfärer, vilket är fyra gånger högre än i en champagneflaska och det gör att herpesvirus kan infektera en cell genom att skjuta in sina gener i hög fart in i cellkärnan efter att viruset har kommit in i cellen. Cellen luras då att bli en liten virusfabrik som producerar nya virus som kan infektera och döda andra celler i vävnaden, vilket leder till olika sjukdomstillstånd, förklarar Alex Evilevitch.
Han och hans forskargrupp har med hjälp av prekliniska studier vid National Institutes of Health i USA, identifierat små molekyler som kan ta sig in i viruset och ”stänga av” trycket i virusets arvsmassa utan att skada cellen. Dessa molekyler visade en hög antiviral effekt som var flera gånger högre än standardbehandlingen mot vissa herpestyper med läkemedlet Aciklovir, samt mot de resistenta herpesvirusstammar där Aciklovir inte fungerar. Tillvägagångssättet hindrade viral infektion.
Övre raden: Superupplöst fluorescensmikroskopi (SIM) visar individuella Herpes Simplex typ 1 (HSV-1) kapsider (grönt) bundna vid cellkärnan (blått) vid infektionstillfället.
Nedre raden: Ultratunt snitt elektronmikroskopi som visar att när den nya antivirala molekylen tillsätts, blockeras DNA-ejektionen från herpes simplex virus typ 1 (HSV-1) kapsiden in i cellkärnan, detta eftersom molekylen ”stänger av” DNA-trycket i kapsiden.
Nya läkemedel
Det unika med den nya metoden för att behandla herpesvirus är att den inte leder till resistens och att den är oberoende av mutationer i virusets arvsmassa. Eftersom alla typer av herpesvirus har liknande struktur och fysikaliska egenskaper fungerar denna antivirala behandling på alla typer av virus inom herpesfamiljen.
– Upptäckten kan leda till nya läkemedel. De mediciner som finns för att motverka virusinfektioner idag är väldigt specialiserade mot de virala proteinerna och om viruset muterar, vilket händer ofta, är medicinen inte verksam. Lyckas man däremot utveckla en behandling som angriper de fysikaliska egenskaperna hos ett virus, som till exempel att sänka trycket innanför herpesvirusets hölje, skulle man troligtvis kunna motverka många olika typer av virusinfektioner inom samma virusfamilj med en och samma medicin. Dessutom skulle medicinen fungera även om viruset muterar eftersom mutationerna inte påverkar herpesvirusets inre tryck.
– Resultatet av den aktuella studien är ett första steg mot målet att utveckla ett läkemedel och vi har redan positiva preliminära data som visar att herpesinfektionen kan stoppas för alla typer av herpesvirus inklusive de resistenta stammarna.
Studien har finansierats med medel från Vetenskapsrådet, National Science Foundation (USA), National Institute of Health (NIH) och Mats Paulssons Stiftelse.
Länk till artikeln: https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008604
Källa: Lunds universitet
