Forskning fra University of California, Los Angeles (UCLA) har afsløret, hvordan myggebårne vira kan trænge ind i hjernen og forårsage alvorlige sygdomme som anfald, hjernebetændelse, varigt hukommelsestab og i værste fald død. Denne forskning fokuserer på Sindbis-virus, som betragtes som en mildere patogen, men som forskerne bruger til at repræsentere mere farlige virus som chikungunya.
Ved at udvikle en model af den menneskelige blod-hjernebarriere ved hjælp af stamceller, har UCLA-forskerne sammenlignet to nært beslægtede Sindbis-stammer – en der kan trænge ind i hjernen og en der ikke kan. De fandt ud af, at små ændringer i virusets overfladeproteiner, kendt som glykoproteiner, spiller en afgørende rolle i, om virusset kan krydse barrieren. Den invasive stamme binder sig specifikt til en eller to bestemte proteiner på blod-hjernebarrierens celler, hvilket skaber døre for virusset. I kontrast til dette spreder den ikke-invasive stamme sin indsats over mange receptorer og er derfor mindre succesfuld.
Pablo Alvarez, hovedforfatter på studiet, udtaler, at det mest overraskende var den invasive stammens snævre fokus, som gør den mere effektiv. Forskerne tog også chikungunya-virus under kærlig behandling og fandt, at en sygdomsforårsagende stamme havde en langt bedre evne til at inficere blod-hjernebarrieren end en svagere stamme, der ikke forårsager alvorlig sygdom.
Resultaterne antyder, at evnen til at inficere blod-hjernebarrierens celler er en fælles egenskab for alphavirusser, selvom de bruger forskellige strategier til at gøre det. Ved at identificere de virale glykoproteiner og deres værtsproteiner, peger undersøgelsen på lovende molekylære mål for fremtidige vacciner og antivirale lægemidler. Melody Li, en af forskerne, bemærker, at hvis de kan blokere interaktionen mellem viralproteiner og hjernens blodkar, kan de muligvis forhindre infektionen i at nå hjernen.
Selvom Sindbis-virus ikke udgør en stor trussel for mennesker, er der andre relaterede alphavirusser, som allerede findes i USA og kan forårsage alvorlig sygdom. Eksempelvis har Eastern equine encephalitis-virus været bekymrende på Østkysten, da infektioner hos mennesker ofte er fatale. Chikungunya er nu til stede i mere end 100 lande og har også forårsaget udbrud med alvorlige neurologiske komplikationer.
Forskere advarer om, at klimaændringer og global rejse udvider området for de myg, der bærer disse vira, hvilket øger risikoen for transmission i nye regioner. Alvarez nævner, at disse vira allerede er til stede, og at klimaændringer kun øger risikoen.
Fremadskuende planlægger forskerne at undersøge flere alphavirusser og dykke ned i de præcise atomære interaktioner mellem virale glykoproteiner og værtsreceptorer. Sådanne indsigter kan være afgørende for udviklingen af terapier, der forhindrer virus i at trænge ind i hjernen, eller til at informere ingeniørarbejdet af svækkede virusstammer til brug som vacciner. “Dette er virkelig kun begyndelsen,” siger Li. “Ved at forbedre vores modeller og udvide vores studier håber vi at kunne overvinde disse nye patogener.”