In zwei neu veröffentlichten Studien beschreiben Forscher detailliert die Struktur und Dynamik des HIV-Spike-Proteins, das von der HIV-Infektion verwendet wirdVirusWird verwendet, um mit Zellen zu verschmelzen und in diese einzudringen.
HIV ist in der Lage, sich den Reaktionen des Immunsystems zu entziehen, da sich das Protein, mit dem es Zellen infiziert, ständig verändert.
Jetzt hat ein Forscherteam, darunter auch Wissenschaftler aus Yale, diesem Meister der Tarnung den Tarnmantel entzogen, indem es ein hochauflösendes Bild dieses Oberflächen-Spike-Proteins lieferte und beobachtete, wie es ständig seine Form ändert – Informationen, die auf neue Wege schließen lassen, das Virus durch Medikamente und Impfstoffe zu bekämpfen.
In zwei Artikeln, die am 8. Oktober gleichzeitig online in den Fachzeitschriften Science und Nature veröffentlicht wurden, hat ein Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern aus den Laboren von Walther Mothes atYale-Universität, beschreiben Peter Kwong vom Vaccine Research Center am National Institute of Allergy and Infectious Diseases und Scott Blanchard vom Weill Cornell Medical College die Struktur und Dynamik des HIV-Spike-Proteins, das das Virus verwendet, um mit Zellen zu fusionieren und in diese einzudringen.
„Jetzt können wir sehen, wie diese Fusionsmaschine funktioniert, und im Allgemeinen ähnelt sie der Funktionsweise der Fusion bei Influenza und Ebola“, sagte Mothes, außerordentlicher Professor für mikrobielle Pathogenese und Co-Senior-Autor des Science-Artikels.
Das Spike-Protein muss sich in einem „offenen Zustand“ befinden, um mit Zellen zu verschmelzen und diese zu infizieren. Im geschlossenen Zustand ist es jedoch für Antikörper weniger sichtbar. Dadurch versucht das Spike-Protein, länger im geschlossenen Zustand zu bleiben und öffnet sich nur kurzzeitig, was den Angriff des Virus erschwert.
Mothes bemerkte, dass neue Forschungsergebnisse erklären, warum eine Klasse von Antikörpern – die bei wenigen AIDS-Patienten entdeckt wurde – Schutz gegen die Krankheit bietet. Diese breit neutralisierenden Antikörper halten dieses Spike-Protein verschlossen und verhindern so die Ausbreitung des Virus.
„Die Bestimmung der Struktur dieser geschlossenen Konfiguration des HIV-Spike-Proteins und die direkte Visualisierung seiner schnellen Öffnungen stellen einen großen Fortschritt für die Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen dar“, sagte Mothes.
James B. Munro aus Yale ist der Hauptautor des Science-Artikels. Blanchard of Cornell ist Co-Senior-Autor. Kwong vom NIAID ist leitender Autor des Nature-Artikels.
Die Finanzierung der Studien erfolgte durch dieNationale Gesundheitsinstitute, das Cancer Research Institute, der China Scholarships Council, die International AIDS Vaccine Initiative, die Bill & Melinda Gates Foundation und die United States Agency for International Development (USAID).
Referenzen:
„Konformationsdynamik einzelner HIV-1-Hüllentrimere auf der Oberfläche nativer Virionen“ von James B. Munro, Jason Gorman, Xiaochu Ma, Zhou Zhou, James Arthos, Dennis R. Burton, Wayne C. Koff, Joel R. Courter, Amos B. Smith, Iii, Peter D. Kwong, Scott C. Blanchard und Walther Mothes, 8. Oktober 2014,Wissenschaft.
DOI: 10.1126/science.1254426
„Struktur und Immunerkennung von trimerem HIV-1-ENV vor der Fusion“ von Marie Pancera, Tongqing Zhou, Aliaksandr Druz, Ivelin S. Georgiev, Cinque Soto, Jason Gorman, Gilado-yu Chuang, Gilado-yu Chuang, Gilad of 2 Stewart-Jones, Jonathan Sttuckey, Robert T. Bailer, M. Gordon Joyce, Mark K. Louder, Nancy Tumba, Yongping Yang, Baoshan Zhang, Myron S. Cohen, Barton F. Haynes, John R. Mascola, Lynn Munchard C. und Peter D. Kwong, 8. Oktober 2014,Natur.
DOI:10.1038/nature13808
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