Het virus HIV, dat AIDS veroorzaakt, behoort tot de familie van de retrovirussen. Retrovirussen hebben hun erfelijk materiaal in de vorm van een RNA molecuul bij zich. Als het virus een cel geïnfecteerd heeft, maakt het een kopie van dit RNA in DNA-vorm. Deze DNA kopie wordt vervolgens ingebouwd in het DNA van de gastheercel, zodat die cel virusdeeltjes gaat maken.

Plakwerk

Een belangrijk eiwit bij het inbouwen van het DNA is integrase. Dit eiwit knipt het gastheer-DNA open en plakt het virus-DNA er in. Dit werkt een beetje hetzelfde als het kopiëren en plakken van tekst op de computer. Integrase voert voor het virus het plakwerk uit.

Vermenigvuldiging van HIV begint met infectie van de cel (1). Daarna wordt het virus uitgepakt (2) en wordt een kopie gemaakt van het erfelijk materiaal (3). Die kopie wordt door integrase in het gastheer-DNA ingebouwd (4). Later worden daaruit honderden kopieën van gemaakt voor de productie van nieuwe virusdeeltjes (5).

Deze eigenschap biedt kansen voor onderzoekers. Ontwerpen ze een medicijn dat het inbouwen van dit virus-DNA kan voorkomen, dan stopt dat verdere besmetting. Een aantal bestaande medicijnen doet dit al maar tot nu toe was nog niet bekend hoe deze medicijnen werken.

Röntgenstraling

Om een nieuw medicijn te ontwerpen dat infectie met virus-DNA voorkomt, moet eerst bekend zijn hoe het proces verloopt. Onderzoekers proberen al twintig jaar lang uit te vinden hoe integrase van HIV er uit ziet, maar het eiwit weigerde mee te werken. De onderzoekers besloten daarom een andere aanpak te kiezen en namen het integrase van een ander retrovirus, het prototype foamy virus. Dit integrase lijkt erg op dat van HIV en de onderzoekers denken daardoor dat het op dezelfde manier werkt.

Met behulp van röntgenstraling bekeken de onderzoekers hoe het integrase er in kristalvorm uit zag. Het resultaat is een driedimensionale kaart waarop elk atoom apart aan te wijzen is. Uit het onderzoek blijkt dat het integrase een complex van vier identieke eiwitten vormt. Dit complex grijpt het virus-DNA vast en plakt het in het gastheer-DNA.

De integrase. In groen, blauw en lichtgeel zijn de onderdelen van de vier eiwitten weergegeven. Oranje en paars stellen het virus-DNA voor wat door het integrase wordt vastgehouden tot het gastheer-DNA (zwart) tegenkomt. Bij infectie wordt het virus-DNA dicht bij het gastheer-DNA gebracht, waarna het erin wordt geplakt. Op YouTube staat ook een filmpje met het eiwit.

Hare et.al.

Om het virus-DNA in het gastheer-DNA te zetten, pakt het integrase complex eerst de uiteinden van het virus-DNA vast. Deze twee uiteinden komen heel dicht bij elkaar en bij het gastheer-DNA. Vervolgens maakt integrase een klein knipje in dat gastheer-DNA en plakt snel de uiteinden van het virus-DNA in de opening. Het virus-DNA zit nu in het DNA van de geïnfecteerde cel verstopt en komt er niet meer uit.

Verandering

De onderzoekers kunnen nu ook precies aanwijzen hoe twee bestaande AIDS-remmers werken. De medicijnen binden aan integrase op de plaats waar de uiteinden van het virus-DNA aan het gastheer-DNA geplakt worden. Hiermee voorkomt het medicijn het inbouwen van het virus-DNA. Doordat een kleine verandering in het integrase de medicijnen nutteloos zou maken, kan het virus in de toekomst mogelijk resistent worden tegen deze middelen.

De nieuwe ontdekking moet uiteindelijk tot verbeterde integrase-blokkers gaan leiden. De ontwikkeling van deze medicijnen gaat waarschijnlijk nog vele jaren duren, maar dankzij dit onderzoek is de aanval op integrase nu echt geopend.

Zie ook

• Gen levert antistoffen tegen HIV
• Mogelijkheden voor therapie tegen HIV
• De oorsprong van AIDS