Konfokalmikroskopibilder som visar i cellkärnan (blå), rekryteringen av Smc5/6 (grön) av SLF2 (röd) till PML-kroppar. Kredit:© UNIGE – Professor Michel Strubins laboratorium – Reglering av hepatit B-virusgenexpression – Institutionen för mikrobiologi och molekylär medicin.
Hepatit B-viruset (HBV) är ansvarigt för en av de allvarligaste och vanligaste infektionssjukdomarna. Den överförs genom biologiska vätskor och angriper levercellerna. Den kroniska formen av sjukdomen kan leda till allvarliga komplikationer, inklusive cirros och levercancer. Det finns ingen effektiv behandling för den kroniska formen av sjukdomen, som endast kan förebyggas genom vaccination. Efter att ha identifierat ett nyckelproteinkomplex som är aktivt när vår kropp infekteras av viruset, har ett team från universitetet i Genève (UNIGE) dechiffrerat den exakta funktionen hos denna skyddsmekanism, vilket öppnar vägen för nya terapeutiska mål. Dessa resultat kan läsas i tidskriften Nature Structural &Molecular Biology .
Hepatit B är den vanligaste formen av hepatit. Det är en virussjukdom som orsakas av hepatit B-virus. Det överförs huvudsakligen sexuellt eller överförs via blod. Det är upp till 100 gånger mer smittsamt än HIV. Genom att infektera levercellerna orsakar detta virus en övergående inflammation i detta organ som också kan utvecklas mot en kronisk infektion. Detta kan sedan leda till allvarliga patologier, såsom cirros eller levercancer. Det uppskattas att nästan 1 miljon människor dör varje år av denna sjukdom över hela världen. Det finns ingen definitiv behandling för kronisk hepatit B. Det enda sättet att förhindra det är att vaccineras innan sjukdomen uppträder.
År 2016 avslöjade ett UNIGE-team under ledning av Michel Strubin, en docent vid institutionen för mikrobiologi och molekylär medicin och vid Geneva Centre for Inflammation Research vid UNIGE Faculty of Medicine, en mekanism som är avgörande för att förstå denna sjukdom:när vår immunsystemet försvarar sig mot det, ett komplex – en ömsesidigt beroende uppsättning – av sex proteiner som kallas SMC5/6, som finns i våra celler, upptäcker det virala DNA:t och blockerar det. Viruset slår sedan tillbaka och producerar ett specifikt protein, X-proteinet. Detta protein kommer in i cellen och bryter ned SMC5/6, som inte längre kan spela sin vaktpostroll.
En trestegsmekanism
Innan denna upptäckt var den antivirala funktionen av SMC5/6 okänd. Det identifierades bara som ett nyckelkomplex för det strukturella underhållet av våra kromosomer. Idag har Michel Strubins team fått ett nytt genombrott. I en nyligen genomförd studie, utförd i samarbete med det amerikanska läkemedelsföretaget Gilead Sciences, identifierade UNIGE-forskarna de tre stegen och de specifika proteiner som krävs för att SMC5/6 ska spela sin antivirala roll.
"I det första steget upptäcker ett protein av SMC5/6-komplexet virusets DNA och fångar det", förklarar Fabien Abdul, senior forsknings- och undervisningsassistent vid institutionen för mikrobiologi och molekylär medicin vid UNIGEs medicinska fakultet och först. författare till studien. "Sedan tar ett andra protein i komplexet - SLF2 - det fångade DNA från viruset in i en underavdelning av kärnan i den attackerade cellen, kallad PML-kroppen. Ett tredje protein - Nse2 - kommer sedan in i bilden och hämmar virusets kromosom."
Eftersom SMC är en stor familj av proteinkomplex, ville forskarna också veta om andra medlemmar av denna familj kunde binda till hepatit B viralt DNA. "Vi upptäckte att denna kompetens var unik för SMC5/6", säger Fabien Abdul.
Mot nya terapeutiska mål
För att uppnå dessa resultat arbetade forskargruppen med cellkulturer in vitro. "Vi använde molekylärbiologiska tekniker och mer specifikt genetiska saxar som kallas CRISPR-Cas9. Detta verktyg gjorde det möjligt för oss att klippa DNA-strängarna i cellerna och på så sätt radera eller modifiera genen som kodar för varje protein som utgör SMC5/6-komplexet. Tack vare denna teknik , kunde vi få det ena eller det andra av proteinerna att försvinna och därmed förstå deras respektive funktioner inom komplexet", förklarar Michel Strubin, studiens sista författare. Baserat på dessa observationer kunde de tre stegen i den antivirala mekanismen fastställas.
Denna upptäckt ger en bättre förståelse för hur komplexet fungerar under dess antivirala verkan. Det skulle således kunna bana väg för identifiering av nya terapeutiska mål för att bekämpa hepatit B-viruset. "Nästa forskningsstadium kommer att bestå av att bättre dechiffrera mekanismen för hämning av viruset i cellkärnan", säger Aurélie Diman, postdoktor vid Michel Strubins laboratorium. Arbete kommer också att behöva utföras på X-proteinet, vars roll identifierades av UNIGE-forskarna 2016, för att bättre förstå motattacksmekanismen för hepatit B mot den antivirala aktiviteten hos den cellulära SMC5/6. + Utforska vidare
