Hamburg (D), Bethesda (VS) – Eiwitten die normaal zorgen voor de opruiming en afvalverwerking binnenin de cel, spelen een cruciale rol in de verspreiding van HIV van de ene witte bloedcel naar de andere.


We weten meer van het humane-immuundeficiëntievirus (HIV) dan van enig ander virus, en toch kan het ons nog elke dag verrassen. Dat blijkt uit drie onafhankelijke studies die alle op 21 november werden gepubliceerd in het gezaghebbende Amerikaanse tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Volgens deze studies speelt een systeem dat in een cel oude en versleten eiwitten opruimt, het ubiquitine-proteasoomsysteem, een belangrijke rol in de verspreiding van HIV van de ene witte bloedcel naar de andere.
De belangrijkste bijdrage komt van dr Ulrich Schubert, een Duitse wetenschapper die op werkbezoek was in de laboratoria van de Amerikaanse National Institutes of Health. Hij slaagde erin om de normale eiwitopruiming te blokkeren in witte bloedcellen die geïnfecteerd waren met HIV. De cellen produceerden veel minder infectieuze HIV-deeltjes dan cellen met een niet-geblokkeerd proteasoom.

HIV-deeltjes die worden geproduceerd door een geïnfecteerde cel, verpakken zichzelf bij het verlaten van de cel in een stukje celmembraan. Dat helpt ze bij het infecteren van een nieuwe witte bloedcel, omdat ze dan simpelweg kunnen samensmelten met het celmembraan. Wanneer Schubert en zijn collega’s de werking van het proteasoom blokkeerden, konden de meeste HIV-deeltjes zich niet meer losmaken van de cel en bleven ze vastzitten aan de celmembraan. Bovendien slaagden de virussen die zich toch losmaakten er niet in andere cellen te infecteren.

HIV-deeltjes ontsnappen uit een witte bloedcel.

Het proteasoom is een complex van eiwitten dat andere eiwitten afbreekt. Het spreekt vanzelf dat de cel de werking van het proteasoom nauwkeurig moet regelen, anders zou het alle cellulaire eiwitten vernietigen. Daarom merkt de cel een eiwit dat opgeruimd moet worden eerst met ubiquitine. Ubiquitine is zelf ook een eiwit. Het bevat slechts 76 aminozuren en bindt zich doorgaans aan de lysineresiduën van het op te ruimen eiwit. Pas als een eiwit meerdere ubiquitinevlaggen draagt, ruimt het proteosoom dat op.
Hoe kan het ubiquitine-proteasoomsysteem de productie van HIV-deeltjes beïnvloeden? Volgens John Wills van de universiteit van Pennsylvania moeten bepaalde eiwitten die deel uitmaken van de HIV-mantel eerst zelf gemerkt worden met ubiquitine, voor ze door proteasen in hun definitieve vorm worden geknipt. Legt men de cellulaire machine die de ubiquitinevlaggen aanbrengt stil, dan ontstaan de defecte virusdeeltjes die gevangen blijven op het membraan van de cel.
De Duitser Schubert is sceptisch of zijn vinding op termijn ook kan leiden tot een nieuw medicijn. Het proteasoom is volgens hem te belangrijk in tal van cellulaire processen. Het is zeer moeilijk om een medicijn te ontwikkelen dat zeer specifiek het aanbrengen van ubiquitinevlaggen op HIV-eiwitten blokkeert. De Amerikaan Wills is echter heel wat enthousiaster. Als alle virussen een vergelijkbaar mechanisme gebruiken om zich te bevrijden uit een cel, dan kunnen we misschien een antiviraal medicijn ontwikkelen dat gericht is tegen vele verschillende virussen. Dat zou vergelijkbaar zijn met een breed spectrum antibioticum.

Peter Raeymaekers

Meer informatie over de replicatie van HIV