Hoe infecteert een virus zijn gastheer? Het antwoord is te vinden in de samenstelling van een virusdeeltje. Promovendus Joost Snijder van de Universiteit Utrecht vond een manier om die samenstelling te meten.
Twee adenovirusdeeltjes. De samenstelling verklapt de strategie van een virus.
Wikimedia Commons/GrahamColm“Virusdeeltjes zijn erg economisch: alle bouwstenen spelen een cruciale rol bij de infectie “, vertelt scheikundige Joost Snijder. “Elke bouwsteen is daarmee een potentieel nieuw handvat om het virus te leren bestrijden. Daarom willen we precies weten welke eiwitten in een virusdeeltje zitten en hoeveel er van zijn.”
Snijder promoveert deze week in de groep van Albert Heck aan de Universiteit Utrecht op zijn onderzoek naar de samenstelling van virusdeeltjes. Voorheen ging het meten lastig, omdat veel virusdeeltjes te groot en te ingewikkeld waren voor de gangbare technieken. Met nieuwe ontwikkelingen in massaspectrometrie, een onderzoeksmethode om moleculen heel nauwkeurig te wegen, lukte het hem om intacte virusdeeltjes te ontleden.
Verkoudheidsvirus
“We hebben massaspectrometrie gebruikt om naar de samenstelling van het adenovirus te kijken”, zegt Snijder. Het adenovirus is een virus dat ook bij mensen binnendringt en verkoudheid en milde ziekteverschijnselen veroorzaakt. “Het geeft geen ernstige infecties, behalve in mensen bij wie het immuunsysteem verzwakt is door bijvoorbeeld HIV.”
Alle adenovirussen zien er van de buitenkant uit als een ouderwetse voetbal met regelmatige vlakken. De mantel is opgebouwd uit eiwitten. Op het oppervlak zitten lange uitsteeksels. Binnenin zit het DNA. Nieuwe virusdeeltjes stellen zichzelf samen in de gastheercel door middel van zelfassemblage. Dat is het proces waarbij de bouwstenen spontaan in elkaar schuiven.
De Utrechtse onderzoekers proberen zo nauwkeurig mogelijk de massa te bepalen van het virusdeeltje en van de losse eiwitten. “We trekken deeltjes uit elkaar en meten de massa van de afzonderlijke bouwstenen, waarmee we in principe kunnen afleiden hoeveel bouwsteentjes erin zitten”, aldus Snijder.
Verdwenen eiwit
“We wisten al welke dertien eiwitten samen met het DNA het adenovirusdeeltje vormen”, gaat Snijder verder. Ook was al bekend dat na assemblage van de bouwstenen het deeltje nog ‘volwassen’ moet worden. Het ondergaat een zogenaamde rijping.
Die rijping wordt verzorgd door een enzym dat het virus zelf maakt. “Dat enzym knipt een aantal viruseiwitten in kleinere stukjes. Van één zo’n stukje wisten we niet waar het bleef. We hebben nu aangetoond waar het zit en wat het doet.”
Het zit zo. De virusdeeltjes dringen een cel binnen via blaasjes die aan de oppervlakte van de cel ontstaan. Nadat het de cel binnen is, moet het virusdeeltje uit het blaasje ontsnappen wil het zich gaan vermenigvuldigen. Het adenovirus verscheurt het blaasje met een specifiek eiwit. “Dit scheureiwit ligt in virusdeeltjes verankerd samen met het nieuwe stukje eiwit dat we in adenovirus ontdekten. Dus als dat stukje niet wordt losgeknipt, komt het virus stil te liggen in het blaasje.”
Bij gentherapie worden virussen gebruikt om menselijke genen in te verpakken.
Intech, Toshihisa Tsuruta - Taner Demirer via CC BY 3.0Gentherapie
Het is belangrijk om goed te weten hoe virussen precies in elkaar zitten. Om ze te kunnen bestrijden, maar ook om ze in te zetten in bijvoorbeeld gentherapie. Dat is een behandeling waarbij een virus gezonde genen aflevert in cellen van een ziek persoon.
“Adenovirussen lenen zich goed voor toepassingen in de gentherapie”, zegt Snijder. Momenteel is het enige goedgekeurde middel op de Europese markt gebaseerd op een adeno-geassocieerd virus, wat weer net wat anders is. Maar met adenovirussen wordt wel getest, weet Snijder. “Een van de vaccins die werd ontwikkeld voor de recente ebola-uitbraak was eveneens gebaseerd op een adenovirus.”
Snijder gaat zich na zijn promotie toeleggen op onderzoek aan het ebolavirus aan de Universiteit van Washington in Seattle (Verenigde Staten). De massaspectrometer ruilt hij in eerste instantie in voor de elektronenmicroscoop. Uiteindelijk hoopt hij met een combinatie van technieken complexe virussen te doorgronden.