A pro-apoptotic selection strategy enables CRISPR screening in mosquitoes and identifies Lachesin as a chikungunya virus entry factor

Immaginate il mondo microscopico di un virus come un maestro ladro che cerca di scassinare una banca ad alta sicurezza. La banca è una cellula vivente e il ladro è un virus come il Chikungunya. Per entrare, il ladro ha bisogno di una chiave specifica che si adatti alla porta anteriore della banca. Negli esseri umani, gli scienziati hanno già trovato molte di queste chiavi, ma quando si tratta delle zanzare che trasportano il virus, le porte sono un mistero. Sappiamo che il virus viaggia dalla zanzara all'uomo, ma non comprendiamo appieno come riesca a scivolare nelle cellule della zanzara in primo luogo. È qui che entra in gioco la scienza dello "screening CRISPR". Pensate al CRISPR come a un paio di forbici molecolari giganti e precise che possono tagliare via specifici geni (i manuali di istruzioni all'interno di una cellula) uno alla volta. Tagliando via diverse istruzioni e osservando quali di esse impediscono al virus di funzionare, gli scienziati possono capire quali "chiavi" il virus necessita per entrare. La grande sfida, tuttavia, è stata che le cellule delle zanzare sono difficili da testare; se tagliate via un gene e il virus lo ignora semplicemente, non avete un modo facile per distinguere quali cellule siano ancora infette e quali siano salve.

Questo articolo racconta la storia di come i ricercatori abbiano decifrato questo codice per trovare le chiavi mancanti per il virus Chikungunya nelle zanzare. Il team ha affrontato un problema complicato: come si individuano le cellule che hanno bloccato con successo il virus? La loro soluzione ingegnosa è stata quella di trasformare il virus in un "attentatore suicida" per le cellule. Hanno ingegnerizzato il virus Chikungunya affinché trasportasse una piccola e pericolosa proteina chiamata Reaper. Nel mondo di queste cellule di zanzara, Reaper è come un pulsante di allarme rosso che, quando premuto, dice alla cellula di autodistruggersi. Se il virus entra, preme il pulsante, la cellula muore. Ma se la cellula è priva di una specifica "chiave d'ingresso" (un gene di cui il virus ha bisogno), il virus non può entrare, l'allarme non suona e la cellula sopravvive. Utilizzando questa strategia "pro-apoptotica" (di morte cellulare), i ricercatori hanno potuto facilmente separare i sopravvissuti dalle vittime.

Utilizzando questa trappola ingegnosa, gli scienziati hanno eseguito una ricerca massiccia, eliminando migliaia di geni diversi nelle cellule di zanzara per vedere quali fossero essenziali per l'ingresso del virus. Hanno scoperto che il virus si affida pesantemente a un tipo speciale di ancora sulla superficie cellulare chiamata ancora GPI e, nello specifico, a una proteina chiamata Lachesin. Quando hanno rimosso Lachesin, il virus non è riuscito a entrare. Per dimostrare che questo fosse reale, hanno fatto l'opposto: hanno preso cellule umane che sono normalmente immuni al Chikungunya e hanno fornito loro la proteina Lachesin. Improvvisamente, quelle cellule umane sono diventate vulnerabili al virus. Lo studio ha anche mostato che questa chiave funziona per virus correlati come il virus della foresta di Semliki e il virus di Ross River, ma curiosamente, non funziona per un altro virus chiamato virus dell'encefalite equina venezuelana, suggerendo che diversi virus utilizzino chiavi differenti anche se appartengono alla stessa famiglia.

I ricercatori hanno confermato che Lachesin è un fattore di ingresso critico per il Chikungunya in entrambe le principali specie di zanzara, Aedes aegypti e Aedes albopictus, silenziando il gene e osservando l'interruzione dell'infezione. Sebbene il documento stabilisca Lachesin come un candidato critico per il modo in cui il virus entra, lo presenta come un importante passo avanti nella comprensione della meccanica del virus piuttosto che come una cura definitiva. Lo studio suggerisce che l'uso di questi virus "suicidi" sia un nuovo modo potente per sottoporre a screening altre malattie trasmesse dalle zanzare, offrendo uno strumento versatile per scoperte future senza affermare di aver ancora risolto l'intero problema della trasmissione.