Neue Einblicke in die Prävention von herpes-Infektionen wurden veröffentlicht in „Nature Communications“. Forscher vom Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB) am MDC verwendet, die einzelnen Zell-RNA-Sequenzierung besser zu verstehen, die virale Infektionen.
Wenn die Lippe anfängt zu Kribbeln und Juckreiz, bedeutet dies Häufig, dass Sie über zu bekommen eine kalte Wunde, eine kleine, schmerzhafte Blase, gefüllt mit der hoch ansteckenden herpes-simplex-virus (HSV). Über 80 Prozent der Weltbevölkerung trägt das herpes-simplex-virus Typ 1 (HSV-1). Sobald eine person Verträge, die der virus im Körper bleibt für den rest Ihres Lebens, und geht in der Regel völlig unbemerkt. In seltenen Fällen, wie etwa bei Neugeborenen oder Menschen mit geschwächtem Immunsystem, die herpes-virus kann zu einer Entzündung des Gehirns oder der Lunge.
Nun, eine Gruppe von Forschern untersucht, was genau passiert innerhalb der einzelnen Zellen während einer Infektion. Der Kopf der Mannschaft ist Professor Markus Landthaler des Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB) des Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC). Emanuel Wyler und Vedran Franke sind die beiden führen die Autoren der Studie auf HSV-1-Infektionen, die veröffentlicht wurde in der open-access-Zeitschrift Nature Communications.
Die Hemmung der herpes-Infektion
Am BIMSB, Bioinformatiker Franke entwickelt algorithmen, die es ihm ermöglichen, um vorherzusagen, die Wahrscheinlichkeit der Infektion das Fortschreiten in den einzelnen Zellen. Wyler und Franke wollte wissen, genau das, was ermutigen könnte oder langsam der Infektion. Sie untersuchten Unterschiede in der Art und Weise Fortschreiten der Infektion in den einzelnen Zellen und fanden, dass der NRF2 Transkriptionsfaktor spielt eine wichtige Rolle. Die Autoren sagen, dass NRF2-Aktivierung verlangsamt den Fortschritt der Infektion.
„Ich stellte mir vor, Veränderungen in der regulation der einzelnen gene wurde untersucht, in einer einzigen Zelle. Das hat uns gezeigt, dass die Aktivierung der Stufe der NRF2 Transkriptionsfaktor kann ein marker für temporäre Widerstand gegen HSV-1-Infektion“, sagt Franke. Der Zustand der Zelle scheint auch entscheidend zu sein. Sie fanden, dass eine Zelle anfälliger für HSV-1-Infektion während einiger Phasen des Zellzyklus als andere.
Die Studie zeigt auch ein weiterer Befund: Ein Medikament, das derzeit getestet für Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz hemmen könnte herpes-Infektion durch die Aktivierung der NRF2 Transkriptionsfaktor. Wenn das herpes-virus in Wirtszellen, bringt es seine eigene genetische Informationen mit sich. Dies bedeutet, dass sowohl die Menschen als auch virus-Gene aktiviert, die in den infizierten Zellen. Wenn Sie das team behandelt diese Zellen mit der Niere Medikament—bardoxolone methyl—das virus wurde weniger produktiv. Es aktiviert weniger von seiner eigenen Gene, die normalerweise Kraftstoff der Infektion. Die Autoren glauben, dass dies aufgrund der Droge Einfluss auf die NRF2 Transkriptionsfaktor.
Präzise Daten durch die single-cell-RNA-Sequenzierung
Bisher nur wenige Forscher haben untersucht, eine akute virale Infektion, die so umfassend wie die BIMSB-team. Seine Arbeit stützt sich auf eine Methode, die im Einsatz am MDC seit 2016: single-cell-RNA-Sequenzierung. Konventionelle Sequenzierung erlauben würde, dass die Forscher herausfinden, welche Gene in den untersuchten Zellen aktiv waren durchschnittlich, aber die Unterschiede in den Zellen würden nicht sichtbar sein. Die Informationen, die mit diesen Methoden ist ein bisschen wie ein Frucht-smoothie: „Wenn ich 10 Arten von Obst in einem Mixer, ich kann grob sagen, dass der smoothie enthält, sagen, Brombeeren, wenn ich es probieren“, sagt Wyler. „Mit single-cell-RNA-Sequenzierung, die wir nicht machen eine smoothie—wir machen einen Obstsalat. Kann ich sofort identifizieren, das Brombeeren und genau sagen, wie viele im Salat.“
Wyler und Franke arbeitete sehr eng zu verstehen und die Daten vergleichen. In dem Labor, das team untersuchte etwa 12.000 Menschen Haut-Zellen infiziert mit HSV-1. Für jede Zelle der neuen Sequenzierung-Methode produziert ein separates Daten-set enthält Informationen zu den aktivierten Genen. „Hast du die 12.000 Zellen und 3.000 analysierten Gene, dann auf der Suche auf eine riesige excel-Tabelle ist nicht zu viel Hilfe“, sagt Wyler.
Forscher haben den bisher verwendeten konventionellen RNA-Sequenzierung zu identifizieren, die rund 70 HSV-1-Gene, die aktiviert werden, in der host-Zelle. Bis jetzt, sagt Wyler, es war nur bekannt, dass die Gene US1 und UL54 sind aktiv in einer Gruppe von Zellen zur gleichen Zeit. Die neue Studie zeigt, dass einige Zellen aktivieren, die nur eines der beiden Gene—“aber wir wissen nicht, warum nur einer von Ihnen aktiviert ist.“ Wyler und Franke sagen, dass alle die Ergebnisse Ihrer Arbeit waren nur möglich mit single-cell-RNA-Sequenzierung.
Blaupause für die weitere Forschung