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

Stel je de microscopische wereld van een virus voor als een meesterdief die probeert in te breken in een hoogbeveiligde bank. De bank is een levende cel, en de dief is een virus zoals Chikungunya. Om binnen te komen, heeft de dief een specifieke sleutel nodig die op de voordeur van de bank past. Bij mensen hebben wetenschappers al veel van deze sleutels gevonden, maar als het gaat om de muggen die het virus overdragen, zijn de deuren een mysterie. We weten dat het virus van mug naar mens reist, maar we begrijpen niet volledig hoe het zich in eerste instantie in de cellen van de mug glipt. Hier komt de wetenschap van "CRISPR-screening" om de hoek kijken. Denk aan CRISPR als een gigantische, precieze moleculaire schaar die specifieke genen (de instructiehandleidingen binnen een cel) één voor één kan wegknippen. Door verschillende instructies weg te knippen en te zien welke ervan de werking van het virus stoppen, kunnen wetenschappers ontdekken welke "sleutels" de virus nodig heeft om binnen te komen. De grote uitdaging is echter geweest dat muggencellen moeilijk te testen zijn; als je een gen wegknipt en het virus negeert het gewoon, heb je geen gemakkelijke manier om te zien welke cellen nog steeds geïnfecteerd zijn en welke veilig zijn.

Dit artikel vertelt het verhaal van hoe onderzoekers deze code hebben gekraakt om de ontbrekende sleutels voor het Chikungunya-virus in muggen te vinden. Het team werd geconfronteerd met een lastig probleem: hoe spoor je de cellen op die erin geslaagd zijn het virus te blokkeren? Hun slimme oplossing was om het virus te veranderen in een "zelfmoordbom" voor de cellen. Ze hebben het Chikungunya-virus zo gemanipuleerd dat het een klein, gevaarlijk eiwit genaamd Reaper met zich meedraagt. In de wereld van deze muggencellen is Reaper als een rode alarmknop die, wanneer deze wordt ingedrukt, de cel vertelt zichzelf te vernietigen. Als het virus binnenkomt, drukt het de knop in, de alarm gaat af en de cel sterft. Maar als de cel een specifieke "toegangssleutel" mist (een gen dat de virus nodig heeft), kan het virus niet naar binnen, wordt de knop niet ingedrukt, het alarm gaat niet af en de cel overleeft. Door deze "pro-apoptotische" (cel-dodelijke) strategie te gebruiken, konden de onderzoekers de overlevers gemakkelijk scheiden van de slachtoffers.

Met behulp van deze slimme val zette de wetenschapper een massale zoektocht op gang, waarbij ze duizenden verschillende genen in muggencellen uitschakelden om te zien welke essentieel zijn voor de toegang van het virus. Ze ontdekten dat het virus zwaar leunt op een speciaal type anker op het celoppervlak, een zogenaamde GPI-anker, en specifiek op een eiwit genaamd Lachesin. Wanneer ze Lachesin verwijderden, kon het virus niet meer naar binnen. Om te bewijzen dat dit echt was, deden ze het tegenovergestelde: ze namen menselijke cellen die normaal gesproken immuun zijn voor Chikungunya en gaven hen het Lachesin-eiwit. Plotseling werden die menselijke cellen kwetsbaar voor het virus. De studie toonde ook aan dat deze sleutel werkt voor verwante virussen zoals het Semliki Forest-virus en het Ross River-virus, maar opvallend genoeg werkt het niet voor een ander virus genaamd het Venezuelan equine encephalitis-virus, wat suggereert dat verschillende virussen verschillende sleutels gebruiken, zelfs als ze tot dezelfde familie behoren.

De onderzoekers bevestigden dat Lachesin een cruciale toegangsfactor is voor Chikungunya in zowel de belangrijkste muggesoorten, Aedes aegypti en Aedes albopictus, door het gen uit te schakelen en te observeren hoe de infectie stopte. Hoewel het artikel Lachesin vaststelt als een cruciale kandidaat voor hoe het virus binnenkomt, presenteert het dit als een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de mechanica van het virus, in plaats van als een voltooid geneesmiddel. De studie suggereert dat het gebruik van deze "zelfmour-virussen" een krachtige nieuwe manier is om ook voor andere door muggen overdraagbare ziekten te screenen, wat een veelzijdig instrument biedt voor toekomstige ontdekkingen zonder te beweren dat het het volledige probleem van transmissie al heeft opgelost.