 |  | Theo Dingermann |
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03.04.2023 09:00 Uhr |
Eine weitere bemerkenswerte Leistung der Forschenden mündet in der Aufklärung des bis dato unbekannten Mechanismus, durch den PVC an die Zielzellen binden. Hilfreich war hier die Kenntnis des analogen Mechanismus, mit dem kontraktile Schwanzphagen, beispielsweise der Phage T4, an eine Bakterienzelle bindet. Dies gelingt ihm mit Hilfe von sechs langen Schwanzfasern, die reversible Wechselwirkungen mit Lipopolysaccharid-Molekülen oder mit Proteinen der äußeren Membran auf der Oberfläche von Wirtszellen eingehen.
Auch die PVC-Komplexe enthalten Schwanzfasern, so dass man spekulierte, dass sich die Zielspezifität der PVC-Komplexe auf vorhersagbare Weise verändern lassen könnte. Dies wird dadurch bekräftigt, dass sich PVC-Schwanzfasern von Phagenschwanzfasern dadurch unterscheiden, dass sie häufig auch Regionen enthalten, die auf rezeptorbindende Proteine von eukaryotischen Viren abzielen.
Ihrer Hypothese folgend testeten die Forschenden, ob Modifikationen des PVC-Schwanzfaserproteins (Pvc13) Veränderungen des Tropismus hervorrufen und das Targeting menschlicher Zellen ermöglichen könnten.
Sie verwendeten für ihre Modifikationen die Faltungsvorhersage-Software Alphafold. Dies ist ein mächtiges Werkzeug auf Basis künstlicher Intelligenz, mit der nahezu alle dreidimensionalen Strukturen der Proteine basierend auf ihrer Gensequenz vorhergesagt werden können.
Mit Hilfe dieses Tools gelang es den Forschenden, die bakteriellen PVC-Proteine so zu modifizieren, dass sie erstmals menschliche Zellen und Mäusezellen als Zielzellen erkannten – und das laut Aussagen der Autoren mit hoher Effizienz.
Für diese Experimente verwendeten die Forschenden menschliche A549-Lungenadenokarzinomzellen als Modellzelllinie, da bekannt ist, dass diese Zelllinie den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) überexprimiert und gegenüber einer Adenovirus 5-(Ad5)-Infektion empfindlich ist. Die Forschenden konnten zeigen, dass entsprechend modifizierte PVC die A549-Zellen effizient abtöteten, wenn sie mit den nativen Toxinen Pdp1 und Pnf beladen waren. Auch die artifiziellen Nutzlastproteine waren in der Zelllinie aktiv.
