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3D-live cell lattice light sheet imaging einer HCMV-infizierten Zelle

3D-live cell lattice light sheet imaging einer HCMV-infizierten Zelle.

5. August 2022: Humanes Cytomegalovirus - Neuer Austrittspfad aufgedeckt

Freitag, 05. August 2022

Forschende aus der Gruppe von Prof. Jens B. Bosse (MHH, LIV, CSSB) haben einen neuartigen Austrittsweg aufgedeckt, den das Humane Cytomegalovirus (HCMV) zur Ausbreitung der Infektion in menschlichen Zellen nutzt. Die in PLOS Pathogens veröffentlichte Studie zeigt, dass HCMV neue Viruspartikel in größeren Schüben freisetzen kann. Den Forschenden zufolge trägt dieser neue Austrittsweg zur Diversität der HCMV-Partikel bei, was die Fähigkeit des Virus erklären könnte, verschiedene Zelltypen zu infizieren.

Virusinfektionen beginnen, wenn ein Virus in eine Wirtszelle eindringt und den Apparat der Wirtszelle umbaut, um die Bildung neuer Viruspartikel zu ermöglichen. Damit sich die Infektion ausbreiten kann, müssen diese neuen Viruspartikel einen Weg finden, die Zellmembran zu durchbrechen und die nächste Wirtszelle zu infizieren. Der Weg, den ein neues Viruspartikel zurücklegt, um die infizierte Zelle zu verlassen, wird als Austrittspfad (egress pathway) bezeichnet.

Bei dem bisher bekannten Austrittsweg für HCMV werden einzelne Viruspartikel in kleine Transportvesikel eingeschlossen und kontinuierlich aus der infizierten Zelle ausgestoßen. "Mehrere Studien zeigten jedoch Viruspartikel in multivesikulären Strukturen, aber niemand konnte sie mit einem Ausscheidungsweg in Verbindung bringen", erklärt Jens Bosse. "Wir waren fasziniert und haben beschlossen, die Dynamik dieser Strukturen genauer zu untersuchen."

Mit einem integrativen Ansatz, der auf volumetrischer Life Cell Imaging (Abbildung lebender Zellen) und dreidimensionaler korrelativer Licht- und Elektronenmikroskopie (3D-CLEM) basiert, konnten die Forschenden Anhäufungen von umhüllten Viruspartikeln in multivesikulären Körpern identifizieren, die sie als multivirale Körper (multi-viral bodies, MViBs) bezeichneten. "Mit dem Life Cell Imaging konnten wir zeigen, dass die MViBs transportiert und anschließend mit der Zellmembran verschmolzen werden, wo sie dann in Pulsen freigesetzt werden", erklärt der Erstautor der Arbeit, Felix Flomm. "Die infizierten Zellen spucken im Wesentlichen Viren aus, und die benachbarten Zellen nehmen 100 Viruspartikel auf." Die Existenz mehrerer Austrittswege könnte die große Vielfalt der HCMV-Viruspartikel erklären.

HCMV verursacht bei den meisten gesunden Menschen eine lebenslange latente Infektion; bei immungeschwächten Patienten und Neugeborenen kann es jedoch zu schweren Erkrankungen führen, die verschiedene Gewebe und Organe betreffen. "Das Verständnis der Ausbreitungswege von HCMV ist für die Entwicklung neuer antiviraler Strategien für diesen klinisch relevanten Erreger von entscheidender Bedeutung", so Bosse. Die Forschenden werden nun untersuchen, wie die Massenfreisetzung von HCMV-Partikeln innerhalb der infizierten Zelle ausgelöst wird.

 

Abbildung:

3D-live cell lattice light sheet imaging einer HCMV-infizierten Zelle. Grün sind die viralen Kapside und rot die viralen Membranen. Angedeutet ist ein MViB, das zur Plasmamembran transportiert wird, wo es zu fusionieren scheint.

 

Publikation:

Flomm FJ, Soh TK, Schneider C, Wedemann L, Britt HM, Thalassinos K. et al. (2022) Intermittent bulk release of human cytomegalovirus. PLoS Pathogens

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010575

Review zu dem Thema: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35607767/

Mit redaktionellem Hinweis: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mmi.14950

Cover: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mmi.14746