Az egyes RNS-vírusok – a poliovírus, a hepatitis C-vírus és a coxsackievirus – és valószínűleg sok más víruscsalád is úgy másolja önmagát, hogy egy enzimet ragad meg a gazdasejtből, hogy egy specifikus lipidben dúsított replikációs gyárakat hozzon létre, magyarázza Altan-Bonnet. E lipid – foszfatidil-inozitol-4-foszfát (Pl4P) – nélkül ezek az RNS-vírusok nem képesek vírus-RNS-üket szintetizálni és replikálni. A sejtmembránok kulcsfontosságú szerkezeti elemei, a lipidek gyakran szolgálnak jelzőmolekulaként és a fehérjék dokkolóhelyeként.

A vírusreplikáció az a folyamat, amelynek során a vírusrészecskék új másolatokat készítenek magukról a gazdasejtben. Ezek a másolatok aztán más sejteket fertőzhetnek meg. Az RNS-vírus olyan vírus, amelynek genetikai anyaga nem DNS, hanem RNS. Számos emberi kórokozó RNS-vírus, köztük a SARS-vírus, a nyugat-nílusi vírus, a HIV és az Altan-Bonnet által vizsgált vírusok.

Amint arról a Cell 2010. május 28-i számában beszámoltunk, Altan-Bonnet és kutatótársai első alkalommal fedezték fel, hogy bizonyos RNS-vírusok egy sejten belüli enzim irányításával kialakítanak egy PI4P-lipidekkel teli replikációs rekeszt a sejtmembránon. Ezek a lipidek viszont lehetővé teszik az RNS-vírusok számára, hogy vonzzák és stimulálják a replikációhoz szükséges enzimeket. A nem fertőzött sejtekben a PI4P-lipidek szintje alacsony marad, de a vírusfertőzött sejtekben ezek a szintek drámaian megnőnek. Altan-Bonnet és munkatársai eredményei nemcsak számos lehetőséget nyitnak meg a különböző vírusfertőzések terjedésének megakadályozására, hanem új megvilágításba helyezhetik az RNS-szintézis sejtszintű szabályozását és potenciálisan azt is, hogyan alakulnak ki egyes rákos megbetegedések.

“A vírus célja, hogy szaporodjon” – jegyzi meg Altan-Bonnet. “Ahhoz, hogy a replikációs gépei működjenek, a vírusnak ideális lipidkörnyezetet kell létrehoznia, amit úgy ér el, hogy eltérít egy kulcsfontosságú enzimet a gazdasejtből.”

Altan-Bonnet és csapata azonosítani tudta azt a vírusfehérjét is (az úgynevezett 3A fehérjét a poliovírus és a coxsackievirus fertőzésekben), amely elfogja és toborozza a sejtes enzimet (foszfatidil-inozitol-4-kináz III béta). Emellett laboratóriuma képes volt megakadályozni a szaporodási folyamatot egy olyan gyógyszer beadásával, amely blokkolta a sejtes enzim aktivitását, miután azt eltérítették. A vírusszaporodást megakadályozó gyógyszeres terápiák potenciálisan szintén az enzim eltérítésének megakadályozására irányulhatnak.

Amikor az enzimet eltérítik, a sejtek nem tudják normálisan működtetni szekréciós útvonalukat, azt a folyamatot, amelynek során a fehérjéket a sejten kívülre szállítják. Sok esetben ennek a folyamatnak az akadályozása a sejt lassú pusztulásához vezethet, ami a coxsackie-vírussal fertőzötteknél olyan problémákhoz vezet, mint a szív- és érrendszeri szövődmények, a poliovírussal fertőzötteknél pedig idegrendszeri károsodás.

A legújabb eredményeiket felhasználva Altan-Bonnet és csapata most azt tervezi, hogy más vírusoknál is megvizsgálja a PI4P-függőséget, valamint azt, hogy más lipidek milyen szerepet játszhatnak a különböző víruscsaládokban. Például a SARS-vírusnak is lipidekben gazdag környezetre van szüksége a replikációjához, ezért laboratóriuma most a SARS-kutatókkal együtt dolgozik annak meghatározásán, hogy milyen lipid szükséges ennek a vírusnak a replikációjához. Emellett a lipideknek a sejtek RNS-szintézisének szabályozásában játszott szerepét is vizsgálják, ami új betekintést nyújthat a rákban előforduló egyes sejtmutációkba.

“Tekintettel arra, hogy a sejtfolyamatokról szerzett ismereteink nagy része történelmileg a vírusok tanulmányozásából származik, vizsgálataink betekintést nyújthatnak a lipidek újszerű szerepébe a sejtekben a genetikai anyag kifejeződésének szabályozásában” – jegyzi meg Altan-Bonnet.

Altan-Bonnet RNS-replikációval kapcsolatos kutatásait a National Science Foundation és a Busch Alapítvány támogatásával végzi.