Τα κοινά συμπτώματα της φλεγμονής του ήπατος που προκαλούνται από τους ιούς της ηπατίτιδας Ε (HEV) περιλαμβάνουν πυρετό, κοιλιακό άλγος, ωχρά κόπρανα, ναυτία και ίκτερο. Τα άτομα που διατρέχουν κίνδυνο για αυτή τη μόλυνση περιλαμβάνουν άτομα με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα (ανοσοκατεσταλμένο) καθώς και έγκυες γυναίκες. Οι ανοσοκατεσταλμένοι ασθενείς συχνά υποφέρουν από χρόνιες λοιμώξεις, κάτι που αποτελεί μεγαλύτερο πρόβλημα για τον Παγκόσμιο Βορρά.
Οι έγκυες γυναίκες υποφέρουν συχνά από σοβαρές περιπτώσεις (κεραυνόμενη ηπατίτιδα). Αυτός ο τύπος ηπατίτιδας σχετίζεται με ποσοστά θνησιμότητας έως και 30 τοις εκατό και εμφανίζεται κυρίως στον Παγκόσμιο Νότο. Οι γεωγραφικές διαφορές μπορούν να εξηγηθούν από το γεγονός ότι τα ζωονοσογόνα, τροφιμογενή στελέχη HEV (γονότυποι 3 και 4) κυκλοφορούν κυρίως στο βορρά, ενώ οι κυρίως υδατογενείς γονότυποι 1 και 2 υπάρχουν στο νότο.
Μέχρι στιγμής δεν έχουν εγκριθεί εμβόλια κατά του HEV στην Ευρώπη. Αν και υπάρχουν φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία λοιμώξεων, οι επιλογές θεραπείας εξακολουθούν να είναι περιορισμένες και σχετίζονται με ισχυρές παρενέργειες ή την ανάπτυξη ανθεκτικότητας. Αυτό οφείλεται επίσης στην έλλειψη κατανόησης μεγάλων τμημάτων του κύκλου ζωής του ιού.
Ιική πολυπρωτεΐνη pORF1 – κεντρική στην παραγωγή του ιικού γονιδιώματος και όμως σχεδόν άγνωστη
Η αναπαραγωγή της γενετικής πληροφορίας του HEV (αντιγραφή γονιδιώματος) γίνεται μέσω της ιικής πολυπρωτεΐνης pORF1. Αυτή η πρωτεΐνη αποτελείται από πολλαπλούς τομείς. Ένας τομέας πρωτεΐνης είναι μια σταθερά διπλωμένη δομή μέσα σε μια πρωτεΐνη που είναι λειτουργικά και δομικά ανεξάρτητη από γειτονικά τμήματα πρωτεΐνης. Η pORF1 είναι η κεντρική πρωτεΐνη για την αντιγραφή (ρεπλικάση), που σημαίνει ότι είναι υπεύθυνη για την αναπαραγωγή των γενετικών πληροφοριών του ιού. Ωστόσο, λίγα άλλα είναι γνωστά για το pORF1, συμπεριλαμβανομένης της ακριβούς θέσης του μέσα στα μολυσμένα κύτταρα.
Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Δρ Mirco Glitscher στην ομάδα εργασίας του καθηγητή Eberhard Hildt, επικεφαλής του Τμήματος Ιολογίας στο Paul-Ehrlich-Institut, εστίασαν σε αυτό το σημαντικό άγνωστο στοιχείο HEV. Στην έρευνά τους, χρησιμοποίησαν ομοεστιακή μικροσκοπία σάρωσης λέιζερ για να αναλύσουν τον υποκυτταρικό εντοπισμό του pORF1 και των επιμέρους περιοχών του, οι οποίοι δημιουργήθηκαν και κλωνοποιήθηκαν με βάση μια δομική πρόβλεψη του ιικού αντιγράφου.
Τα εξωσώματα που απελευθερώθηκαν από τα κύτταρα απομονώθηκαν χρησιμοποιώντας υπερφυγοκέντρηση και αναλύθηκαν με ισοπυκνική (διαχωρισμός σύμφωνα με την ίδια πυκνότητα) φυγοκέντρηση βαθμίδωσης πυκνότητας. Τα διαχωρισμένα σωματίδια στη συνέχεια εξετάστηκαν πιο προσεκτικά με φθοριομετρία, αναλύσεις στυπώματος Western ή RT-qPCR.
Το φυσαλιδώδες σύστημα ως ο ακρογωνιαίος λίθος της αναπαραγωγής του ιού
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι το pORF1 συσσωρεύεται στο σύστημα κυστιδίων του κυττάρου – το ενδοσωμικό σύστημα – και κυρίως σε πολυκυστιδώδη σώματα (MVBs). Αυτές οι δομές είναι κεντρικές για τον σχηματισμό εξωσωμάτων και μέχρι τώρα θεωρούνταν μόνο μια δομή ξενιστή για την απελευθέρωση ιικών σωματιδίων HEV. Η παρουσία της ιικής ρεπλικάσης εδώ ταυτοποιήθηκε ως εξαρτώμενη από μια περιοχή pORF1, την PCP (πρωτεάση κυστεΐνης τύπου παπαϊνης).
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε έτσι ότι το ιικό αντίγραφο απελευθερώνεται επίσης μέσω εξωσωμάτων. Αυτή η διαδικασία διαμεσολαβείται από την ιική πρωτεάση που είναι μέρος της αντιγραφής. Ως αποτέλεσμα, τα ιικά γονιδιώματα απελευθερώνονται μέσω αυτής της οδού ακόμη και απουσία σωματιδίων ιού. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι το pORF1 εισέρχεται στα MVB με τρόπο εξαρτώμενο από το PCP, ο οποίος ακολουθείται από εξωσωματική απελευθέρωση.
Έτσι, η απελευθέρωση του ιού και η αναπαραγωγή, η αναπαραγωγή γενετικής πληροφορίας, μπορεί να συζευχθούν χωρικά. Αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει την εξάπλωση της ιογενούς λοίμωξης, καθώς τα γονιδιώματα που εισέρχονται στο κύτταρο κατά τη διάρκεια της επαναμόλυνσης μπορούν γρήγορα να συναντήσουν το pORF1 που μεταδίδεται από το εξώσωμα και να αναπαραχθούν. Επιπλέον, τα δεδομένα που συλλέχθηκαν δείχνουν ότι το καψίδιο δεν απαιτείται απαραίτητα για την απελευθέρωση γενετικού υλικού.
Τα εξωσώματα και οι σχετικές πρωτεϊνικές δομές θα μπορούσαν να είναι κατάλληλοι στόχοι για θεραπευτικούς σκοπούς κατά του HEV, επειδή αυτό θα μπορούσε πιθανώς να αποτρέψει τόσο την αντιγραφή του ιού όσο και την απελευθέρωση του ιού. Η ανεξάρτητη από το καψίδιο απελευθέρωση των γονιδιωμάτων HEV έχει σίγουρα αντίκτυπο στα διαγνωστικά, καθώς μέχρι τώρα υποτίθεται ότι υπάρχει συσχέτιση στην ποσότητα των σωματιδίων του ιού και των ιικών γονιδιωμάτων.
Ωστόσο, η συνάφεια της παρουσίας γονιδιωματικού RNA σε εξωσώματα χωρίς καψίδιο όταν πρόκειται για διαγνωστικές διαδικασίες πρέπει ακόμα να διερευνηθεί. Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology.