נגיף הזיקה הנישא יתושים ידוע כגורם למיקרוצפליה, מום מולד שבו התפתחות מוחית לא תקינה גורמת לראש קטן מהצפוי. מחקר חדש שפורסם ב-13 בינואר ב mBio מראה שנגיף הזיקה חוטף חלבון מארח בשם ANKLE2, שבמקרה חשוב להתפתחות המוח, כדי לסייע להתרבות שלו. מכיוון שזיקה, בניגוד לרוב הנגיפים הקשורים, יכולה לחצות את השליה, יכולות להיות לכך השלכות הרות אסון בהריון.
"זה מקרה של זיקה במקום הלא נכון בזמן הלא נכון", אמרה פריה שאה, פרופסור חבר במחלקות למיקרוביולוגיה וגנטיקה מולקולרית ולהנדסה כימית באוניברסיטת קליפורניה, דיוויס ומחברת בכירה במאמר.
העבודה החדשה מראה כי וירוסים קשורים, כולל וירוס דנגי ווירוס קדחת צהובה, משתמשים גם ב-ANKLE2 לאותה מטרה. התגלית עשויה לפתוח את הדרך לאסטרטגיות חדשות לפיתוח חיסונים או תרופות נגד וירוסים אלה.
וירוסים נושאים רק קבוצה מוגבלת של הוראות בחומר הגנטי שלהם, כך שכדי להתרבות הם מסתמכים על השתלטות על חלבונים ותפקודים של התא המארח. המעבדה של שאה חוקרת את האינטראקציות הללו בין וירוס למארח.
שאה וצוות המחקר שלה גילו בעבר שחלבון וירוס זיקה בשם NS4A יוצר אינטראקציה עם ANKLE2 בתאי מארח. בעבודה בזבובי פירות תסיסנית, הם הראו שזה עלול להוביל למיקרוצפליה.
ידוע כי ANKLE2 מעורב בהתפתחות המוח בעובר, אך נמצא בתאים בכל הגוף.
יצירת מפעלי וירוסים
במחקר החדש, בראשות הדוקטורט האחרון. בוגר אדם פישבורן, הצוות של שאה גידל וירוס זיקה בתאים אנושיים. הוצאת הגן ANKLE2 בתאים אלו הפחיתה את יכולתו של וירוס הזיקה לצמוח.
בתאים נגועים בזיקה, ANKLE2 מתקבץ בכיסים סביב הרשת האנדופלזמית, רשת המשמשת לייצור חלבון בתוך התא.
NS4A ויראלי יוצר אינטראקציה עם ANKLE2 כדי ליצור כיסים מחוץ לרשת האנדופלזמית הפועלים כמפעלי וירוסים, אמר שאה. הבאת כל הרכיבים לייצור וירוסים במקום אחד הופכת את השכפול ליעילה יותר וגם עוזרת להסתיר את הנגיף ממערכת החיסון.
המודל הנוכחי שלנו הוא ש-ANKLE2 הוא באמת חשוב, אבל לא חיוני, ליצירת כיסי השכפול האלה."
פריה שאה, פרופסור חבר, מחלקות למיקרוביולוגיה וגנטיקה מולקולרית ולהנדסה כימית, אוניברסיטת קליפורניה, דייויס
התאים שלנו מצוידים היטב כדי להדוף את הנגיפים האלה, אבל רק אם הם יכולים למצוא אותם, אמר פישבורן.
"זיקה ונגיפים קשורים פיתחו אסטרטגיות להסתיר את עצמם בכיסי השכפול הללו כדי להימנע מגילוי. אנו מאמינים ש-ANKLE2 נחטף כדי לעזור להקל על התהליך הזה, ובלעדיו הכיסים לא נוצרים באותה מידה ומערכת החיסון יכולה לשמור על שכפול הווירוסים בבדיקה," אמר פישבורן.
בעבודה עם קלאודיה רוקרט מאוניברסיטת נבאדה, רינו, הם גילו שנגיף זיקה משתמש גם ב-ANKLE2 כאשר הוא מדביק תאי יתושים, כלומר אינטראקציה זו חשובה הן במארחים של בני אדם והן של חרקים. לבסוף, הם הראו ש-NS4A מנגיפים אחרים הקשורים ליתושים, כולל וירוס דנגי ווירוס קדחת צהובה, מקיים אינטראקציה עם ANKLE2 באותו אופן. כל זה מצביע על כך שאינטראקציה NS4A/ANKLE2 חשובה לשכפול על פני קבוצה רחבה של וירוסים הנישאים על ידי יתושים, ופותחת מסלולים אפשריים לתרופות וחיסונים חדשים למחלות אלו.
אם וירוסים הרבה יותר נפוצים כמו נגיף הדנגי מכוונים גם ל-ANKLE2, מדוע הם לא גורמים גם למיקרוצפליה הנראית בזיהום בנגיף זיקה? כנראה שהכל תלוי במיקום. וירוס זיקה יוצא דופן בכך שהוא יכול לחצות את השליה ולהיכנס לעובר, שם ידוע כי ANKLE2 ממלא תפקיד גדול בהתפתחות המוח. רוב הנגיפים האחרים נשמרים מחוץ לעובר על ידי מחסום השליה.
העבודה נתמכה על ידי מענקים מהמכונים הלאומיים לבריאות וקרן WM Keck. מחברים נוספים על המאמר הם: Cole Florio, Thomas Klaessens, Neil Alvin Adia, Nicholas Lopez, Nitin Sai Beesabathuni, Sydney Becker, Liubov Cherkaschenko, Sophia Haggard Arcé, Vivian Hoang ו-Traci Shiu ב-UC Davis; בריאן פרינס, אוניברסיטת נבאדה, רינו; ובלייק ריצ'רדסון ומתיו אוונס בבית הספר לרפואה של איקאן בהר סיני, ניו יורק.