Virale Trojanische Pferde

UNM-Wissenschaftler glauben, dass HPV-Viren ihren Weg in Zellen einschleichen

Die Bereitschaft der Krebsforscherin Michelle Ozbun von der University of New Mexico, das Unbekannte zu erforschen, erklärt, warum sie den Prozess der wissenschaftlichen Entdeckung genießt.

"Wir haben keine Ahnung, was wir herausfinden werden", sagt Ozbun, Maralyn S. Budke Stiftungsprofessor für Virale Onkologie an der UNM Comprehensive Cancer Center. Sie erhielt vor kurzem zwei Stipendien, um verschiedene Aspekte der Infektion mit dem humanen Papillomavirus (HPV) zu untersuchen, die mit Gebärmutterhals-, Vaginal-, Vulva- und einigen Arten von Kehlkopfkrebs in Verbindung gebracht wurde.

Ozbun gehört zu einer Handvoll internationaler Experten, die HPV und seine Wirkung auf Zellen und Menschen untersuchen. HPV kann sich wie alle Viren nicht selbst vermehren, daher muss ein Viruspartikel in eine Zelle gelangen und die Ausrüstung der Zelle verwenden, um weitere Viruspartikel herzustellen.

Ihr zweijähriges Stipendium von 960,000 US-Dollar von Johnson & Johnson wird sich auf den Prozess konzentrieren, den HPV zur Infektion von Zellen verwendet. Ihr fünfjähriges Stipendium in Höhe von 1.7 Millionen US-Dollar von den National Institutes of Health wird sich auf den epithelialen Wachstumsfaktorrezeptor konzentrieren und darauf, wie er der Zelle sagt, dass sie ein Virus aufnehmen soll.

Die Stipendien konzentrieren sich auf die Grundlagenforschung, aber Ozbun und ihr Team hoffen auch, neue Methoden zur Messung von Infektionen zu entwickeln. Beide Forschungsbereiche könnten sich als nützlich erweisen, um beispielsweise bessere Möglichkeiten zur Sterilisation von Medizinprodukten oder neue Behandlungsmethoden für bereits mit HPV infizierte Personen zu finden.

"Es ist schwer vorherzusagen", sagt Ozbun über ihre Forschungsinteressen. "Das ist das Coole daran."

Ozbun vermutet, dass Viren die Endozytose – den Prozess, mit dem Zellen Nährstoffe und andere Moleküle aus ihrer Umgebung aufnehmen – ausnutzen, um sich ins Innere zu schleichen. "Niemand weiß, an welchen Rezeptor oder welche Rezeptoren das Virus bindet, um der Zelle mitzuteilen, dass sie den Endozytose-Prozess starten soll", sagt sie.

Sie und ihr Forschungsteam haben eine starke Vermutung. Sie haben gezeigt, dass HPV-Viruspartikel an die Oberfläche von Hautzellen und an Moleküle in der extrazellulären Matrix binden, einem Gerüst, das die Zellen umgibt und dem Gewebe seine Struktur verleiht. Um eine Infektion auszulösen, muss das Virus jedoch noch in eine Hautzelle eindringen.

Zellen erhalten ständig chemische Signale von der extrazellulären Matrix in Form von Molekülen, die sich an Rezeptoren auf der Zelloberfläche anlagern, erklärt sie. Dies löst eine Kaskade chemischer Veränderungen innerhalb der Zelle aus, die manchmal dazu führt, dass die Zelle den Rezeptor und alles, was daran befestigt ist, aufnimmt.

Ozbun glaubt, dass HPV diesen Prozess kapert. Sie vermutet, dass Viruspartikel an elektrisch geladene extrazelluläre Matrixmoleküle binden, die auch epitheliale Wachstumsfaktoren (EGFRs) enthalten. Wenn sich diese Moleküle an EGFRs auf der Zelloberfläche anlagern, nimmt die Zelle diese Moleküle auf – und mit ihnen die angelagerten HPV-Viruspartikel.

„Das Virus macht sich also nur Huckepack an diesen normalen Prozessen“, sagt Ozbun. "Es ist wie ein Trojanisches Pferd. Es wäre wirklich schwer, der Zelle bei der Differenzierung [dem HPV-Viruspartikel] zu helfen."

Um diese Theorie zu testen, entwickelt das Ozbun-Team neue Messmethoden. Einer wird ihnen helfen, Zellen zu sehen, die HPV-Ribonukleinsäure (RNA) produzieren, die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen an die Strukturen in der Zelle trägt, die sie herstellen. Mit HPV infizierte Zellen würden RNA produzieren, die für HPV-Proteine ​​kodiert.

Ozbun und ihr Team können spezielle Mikroskope verwenden, um HPV-RNA zu identifizieren. "Es funktioniert jetzt als Proof-of-Concept", sagt sie. Sie hoffen, eine Software programmieren zu können, die misst, wie viele Zellen infiziert sind und wie viel HPV-RNA jede Zelle hat.

Sie sammelt auch Haut- und andere Proben von Menschen, die mit HPV infiziert sind. Auf diese Weise kann ihr Team vergleichen, wie sich HPV, das in einem Labor gezüchtet wird, anders verhalten kann als HPV, das zwischen Menschen übertragen wird.

Und Ozbun hofft, dass das Erlernen der Grundlagen des Infektionsprozesses zu Behandlungen führt, zu neuen Wegen zur Vorbeugung von Infektionen – und zu Anwendungen, die sie sich noch nicht einmal vorstellen kann.