Bagaimana Virus Zika Mengubah Protein Otak Menjadi Senjata Tersembunyi
Zika virusterkenal karena menyebabkan mikrosefali, memanipulasi protein inang yang disebut Ankle2 untuk membantu replikasi, yang juga mempengaruhi perkembangan otak.
Proses ini berbeda dari virus yang ditularkan oleh nyamuk lainnya seperti demam berdarah dan demam kuning, karena Zika secara unik melintasi penghalang plasenta untuk membahayakan janin.
Virus dan mikrosefali Zika: koneksi berbahaya
Virus Zika yang ditularkan oleh nyamuk terkenal karena menyebabkan mikrosefali, cacat lahir di mana perkembangan otak yang abnormal menyebabkan kepala kecil yang luar biasa. Sebuah studi terbaru yang diterbitkan hari ini (13 Januari) di MBIO mengungkapkan bahwa Zika mengeksploitasi protein inang yang disebut Ankle2 – penting untuk perkembangan otak – untuk meningkatkan reproduksi sendiri. Tidak seperti kebanyakan virus terkait, Zika dapat melintasi plasenta, yang mengarah pada efek yang berpotensi menghancurkan selama kehamilan.
“Ini adalah kasus Zika berada di tempat yang salah pada waktu yang salah,” jelas Priya Shah, associate professor di departemen mikrobiologi dan genetika molekuler dan teknik kimia di University of California, Davis dan penulis senior di atas kertas.
Ankle2: Protein inang yang dibajak oleh Zika
Studi ini juga menemukan bahwa virus yang ditularkan oleh nyamuk lainnya, seperti demam berdarah dan demam kuning, menggunakan Ankle2 dengan cara yang sama. Terobosan ini membuka kemungkinan baru untuk mengembangkan vaksin atau perawatan yang menargetkan virus ini.
Virus hanya membawa serangkaian instruksi terbatas dalam materi genetik mereka sendiri, sehingga untuk mereproduksi mereka mengandalkan mengambil alih protein dan fungsi sel inang. Laboratorium Shah mempelajari interaksi antara virus dan inang ini.
Shah dan tim penelitinya sebelumnya menemukan bahwa protein virus Zika yang disebut NS4A berinteraksi dengan Ankle2 dalam sel inang. Bekerja di lalat buah Drosophila, mereka menunjukkan bahwa ini dapat menyebabkan mikrosefali.
Ankle2 diketahui terlibat dalam perkembangan otak pada janin, tetapi ditemukan dalam sel di seluruh tubuh.
Membentuk pabrik virus
Dalam studi baru, dipimpin oleh Ph.D. Lulusan Adam Fishburn, tim Shah menumbuhkan virus Zika dalam sel manusia. Mengetuk gen Ankle2 dalam sel -sel ini mengurangi kemampuan virus Zika untuk tumbuh.
Dalam sel yang terinfeksi Zika, kelompok Ankle2 di kantong di sekitar retikulum endoplasma, jaringan yang digunakan untuk produksi protein dalam sel.
Viral NS4A berinteraksi dengan Ankle2 untuk membentuk kantong dari retikulum endoplasma yang bertindak sebagai pabrik virus, kata Shah. Membawa semua komponen untuk membuat virus di satu tempat membuat replikasi lebih efisien dan juga membantu menyembunyikan virus dari sistem kekebalan tubuh.
Strategi persembunyian yang cerdas untuk replikasi virus
“Model kami saat ini adalah bahwa Ankle2 sangat penting, tetapi tidak penting, untuk membentuk kantong replikasi ini,” kata Shah.
Sel -sel kami diperlengkapi dengan baik untuk melawan virus ini, tetapi hanya jika mereka dapat menemukannya, kata Fishburn.
“Zika dan virus terkait telah mengembangkan strategi untuk menyembunyikan diri di kantong replikasi ini untuk menghindari deteksi. Kami percaya bahwa Ankle2 dibajak untuk membantu memfasilitasi proses ini, dan tanpanya kantong tidak terbentuk juga dan sistem kekebalan tubuh dapat menjaga replikasi virus tetap terkendali, ”kata Fishburn.
Nyamuk dan tuan rumah manusia: target bersama
Bekerja dengan Claudia Rückert di University of Nevada, Reno, mereka menemukan bahwa virus Zika juga menggunakan Ankle2 ketika menginfeksi sel -sel nyamuk, yang berarti bahwa interaksi ini penting pada inang manusia dan serangga. Akhirnya, mereka menunjukkan bahwa NS4A dari virus lain yang terkait dengan nyamuk, termasuk virus demam berdarah dan virus demam kuning, berinteraksi dengan Ankle2 dengan cara yang sama. Ini semua menunjukkan bahwa interaksi NS4A/Ankle2 penting untuk replikasi di seluruh kelompok virus yang ditularkan oleh nyamuk yang luas, membuka rute yang mungkin untuk obat-obatan baru dan vaksin untuk penyakit ini.
Mengapa virus zika menyebabkan mikrosefali sementara yang lain tidak
Jika virus yang jauh lebih umum seperti virus demam berdarah juga menargetkan Ankle2, mengapa mereka juga tidak menyebabkan mikrosefali yang terlihat pada infeksi virus Zika? Mungkin semuanya turun ke lokasi. Virus Zika tidak biasa karena dapat melintasi plasenta dan memasuki janin, di mana Ankle2 diketahui memainkan peran besar dalam perkembangan otak. Sebagian besar virus lain dijauhkan dari janin oleh penghalang plasenta.
Referensi: “Protein Mikrosefali Ankle2 Mempromosikan Replikasi Virus Zika” oleh Adam T. Fishburn, Cole J. Florio, Thomas N. Klaessens, Brian Prince, Neil Ab Adia, Nicholas J. Lopez, Nitin Sai Beesabishuni, Sydney S. , Sophia T. Haggard Arcé, Vivian Hoang, Traci N. Shiu, R. Blake Richardson, Matthew J. Evans, Claudia Rückert dan Priya S. Shah, 13 Januari 2025, MBIO.
Doi: 10.1128/mbio.02683-24
Pekerjaan itu didukung oleh hibah dari Institut Kesehatan Nasional dan Yayasan Wm Keck. Penulis tambahan di atas kertas adalah: Cole Florio, Thomas Klaessens, Neil Alvin Adia, Nicholas Lopez, Nitin Sai Beesabathuni, Sydney Becker, Liubov Cherkaschenko, Sophia Haggard Arcé, Vivian Hoang dan Traci Shiu di Uc Davis; Brian Prince, Universitas Nevada, Reno; dan Blake Richardson dan Matthew Evans di Icahn School of Medicine di Gunung Sinai, New York.
