Forskare vid Nanoscience Center (NSC) vid Jyväskylä universitet i Finland har utvecklat en ny metod för att studera enterovirusstrukturer och deras funktioner. Metoden hjälper till att få ny information om handel med virus i celler och vävnader samt om mekanismerna för virusöppning inuti celler. Denna nya information är till exempel viktig för att utveckla nya antivirala läkemedel och vacciner. Studien publicerades i tidskriften Förfaranden från National Academy of Sciences 13 januari, 2014. (1)

Enterovirus är patogena virus som infekterar människor. Denna grupp består av poliovirus, coxsackievirus, ekovirus och rhinovirus. Enterovirus är de vanligaste orsakerna till influensa, men de orsakar också allvarliga symtom som hjärtmuskelinfektioner och förlamning. Nyligen, enterovirus har kopplats till kroniska sjukdomar som diabetes (2).

Infektionsmekanismerna och infektionsvägarna för enterovirus är fortfarande ganska dåligt kända. Tidigare studier i gruppen av Dr. Varpu Marjomäki vid NSC har fokuserat på de cellulära faktorer som är viktiga för infektionen orsakad av utvalda enterovirus (3). Den mekanistiska förståelsen för virusöppning och frisättning av virusgenomet i cellulära strukturer för att starta ny virusproduktion saknas fortfarande i stort. Vidare, kunskapen om infektionsprocesser i vävnader försvåras av bristen på pålitliga verktyg för att upptäcka virusinfektion.

Den nyutvecklade metoden innebär en kemisk modifiering av en känd tiolstabiliserad guldnanopartikel, det så kallade Au102-klustret som först syntetiserades och strukturellt löstes av gruppen Roger D Kornberg 2007 (4) och senare kännetecknades vid NSC av grupperna av prof. Hannu Häkkinen och prof. Mika Pettersson i samarbete med Kornberg. (5) Den organiska tiolytan på Au102-partiklarna modifieras genom att fästa länkmolekyler som bildar en kemisk bindning till svavelinnehållande cysteinrester som är en del av virusets ytstruktur. Flera tiotals guldpartiklar kan binda till ett enda virus, och bindningsmönstret visas som mörka taggar som återspeglar virusets övergripande form och struktur (se figuren). Guldpartiklarna möjliggör studier av virusets strukturella förändringar under deras livslängd.

Studien visade också att virusens infektivitet inte äventyras av de fästa guldpartiklarna, vilket indikerar att märkningsmetoden inte stör de normala biologiska funktionerna hos virus i cellerna. Detta underlättar nya undersökningar av virusstrukturerna från prover som tagits inifrån cellerna under de olika faserna av virusinfektionen, och ger möjligheter att få ny information om mekanismerna för virusbeläggning (öppning och frisättning av genomet). Den nya metoden gör det också möjligt att spåra studier av virusvägar i vävnader. Detta är viktigt för ytterligare förståelse av akuta och kroniska symptom orsakade av virus. Till sist, metoden förväntas vara användbar för utveckling av nya antivirala vacciner som är baserade på virusliknande partiklar.