Kryo-Elektronentomographie des respiratorischen Synzytialvirus offenbart offenbart Schwachstellen des Pathogens

Die Struktur des RSV war bisher nun schwer zu erfassen. Dies hat es schwierig gemacht, wichtige Wirkstoffziele zu identifizieren, darunter virale Komponenten, die bei verwandten Viren konserviert sind. Nun aber präsentieren US-Forschende neue Bilder.

Was man über mit RSV verwandte Viren wisse, gebe Hinweise auf die Proteinstrukturen von RSV, erläutert Prof. Elizabeth Wright, Professorin für Biochemie an der University of Wisconsin–Madison (USA). „Aber um Wirkstoffziele zu identifizieren, müssen wir uns RSV-Proteine ​​genauer ansehen, die eng mit den Membranen der Wirtszellen verbunden sind.“

Mithilfe der Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET) haben Wright und ihr Team nun Details zu Molekülen und Strukturen ans Licht gebracht, die für die Form und Funktion von RSV wesentlich sind. Werden viele Virenpartikel mittels Kryo-ET-Bildgebung aufgenommen, können (fast) alle möglichen Konfigurationen des Virus aus vielen verschiedenen Winkeln erfasst werden. Diese 2-D-Bilder werden dann kombiniert, um eine Darstellung der 3-D-Strukturen des Virus in hoher Auflösung zu erzeugen.

So präsentiert Wrights Arbeitsgruppe hochauflösende Bilder, die die Struktur zweier RSV-Proteine – RSV-M und RSV-F – detailliert darstellen. Sie sind für die Interaktion zwischen Virus und Wirtszellmembran entscheidend. Das RSV-M-­Protein interagiert mit Wirtszellmembranen, hält die filamentöse Struktur des Virus zusammen und koordiniert virale Komponenten und andere Proteine ​​– einschließlich RSV-F-Proteine. RSV-F-Proteine ​​sitzen auf der Virusoberfläche. Sie können von dort aus mit Wirtszellrezeptoren interagieren und die Fusion und den Eintritt des Virus in die Wirtszelle regulieren. Die neuen Aufnahmen der Wissenschaftler zeigen, dass bei RSV 2 F-Proteine ​​zusammenkommen, um eine stabilere Einheit zu bilden. Laut Wright könnte diese Verbindung verhindern, dass die F-Proteine ​​die Wirtszelle vorzeitig infizieren.

„Unsere wichtigsten Erkenntnisse offenbaren strukturelle Details, die uns nicht nur ein besseres Verständnis davon ermöglichen, wie das Protein die Zusammensetzung von Viruspartikeln reguliert, sondern auch die Koordination von Proteinen, die die Infektiosität des Virus ermöglichen“, sagt Wright. Die Wissenschaftler glauben, dass F-Protein-Paare der Schlüssel sind, um das Virus zu destabilisieren, bevor es den nächsten Wirt infizieren kann. Das könnte F-Protein-Paare zu einem möglichen Ziel für die Entwicklung zukünftiger Medikamente machen. Die Forschenden wollen nun zunächst weiter untersuchen, wie RSV-Proteine ​​miteinander interagieren, um eine Infektion zu verursachen.