Onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd de moleculaire oorsprong van recombinatie in virussen te bekijken en doorgronden. Recombinatie, de uitwisseling van stukjes RNA, wordt veroorzaakt door haperingen in het replicatieproces van virussen. Dat mechanisme leidt niet alleen tot het ontstaan van virusvarianten, maar kan ook gebruikt worden om virussen af te breken. Dat blijkt uit onderzoek van het internationaal consortium.
In het onderzoek wordt op moleculair niveau aangetoond hoe nieuwe virusvarianten kunnen ontstaan. Dat gebeurt tijdens een hapering in het replicatieproces wanneer het kopieerproces van een virus, de zogenoemde polymerase, naar een andere RNA-streng springt en daar het replicatieproces hervat. Dit zorgt voor recombinatie, waarbij de geproduceerde nieuwe RNA-streng een combinatie is van verschillende RNA-strengen.
“We zagen de haperingen in het kopieerproces voor het eerst op molecuulniveau in het lab, vervolgens zagen we de gevolgen van de haperingen ook in cellen en uiteindelijk in muizen. Het is echt mooi dat we dankzij de samenwerkingen met andere instituten dit mechanisme hebben weten te doorgronden", vertelt de leider van de onderzoeksgroep, hoogleraar Nynke Dekker.
Remmers voor virusvarianten
De desastreuze gevolgen die veroorzaakt kunnen worden door virusvarianten zijn tijdens de corona pandemie wereldwijd onder de aandacht gebracht. Dit onderstreept het belang van onderzoek naar nieuwe virusremmers en manieren om niet alleen bestaande virussen te stoppen, maar ook nieuwe varianten voor te blijven. Tijdens het onderzoek werd duidelijk dat virusremmers die zich specifiek richten op het kopieermechanisme, ins staat zijn het ontstaan van recombinatie te beïnvloeden.
Wanneer voldoende virusremmers ingezet worden, dan springt het replicatiemechanisme zo vaak over, dat de RNA strengen te verknipt raken en het virus zich niet verder kan verspreiden. Deze aanpak heeft echter ook een keerzijde. Te lage hoeveelheden van de virusremmer kunnen ervoor zorgen dat het replicatiemechanisme op zo'n manier hapert dat het een averechts effect heeft. Dat kan leiden tot gevaarlijke recombinatie en het ontstaan van nieuwe virusvarianten. Om te achterhalen of, en hoe, deze technologie effectief kan worden ingezet om virussen te stoppen is meer onderzoek nodig.
"Nu we weten dat we het replicatieproces en het ontstaan van recombinatie kunnen beïnvloeden, moeten we uitzoeken hoe we door middel van virusremmers virussen kunnen afbreken en tegelijkertijd het ontstaan van nieuwe varianten kunnen voorkomen", aldus postdoc Richard Janissen.
"Het enzym polymerase dat verantwoordelijk is voor de replicatie van het genoom, lijkt zonder duidelijke aanleiding over te kunnen springen naar een andere RNA streng. Virusremmers hebben invloed op dat overspringen, maar het ontstaan van nieuwe virusvarianten ligt op de loer. Dit onderzoek geeft aan dat we waakzaam moeten zijn en goed moeten kijken naar de moleculaire effecten van nieuwe virusremmers", besluit onderzoeksleider Nynke Dekker.
