UNC-forskare rapporterar ett möjligt genombrott i kampen mot hepatit A-virus

Publiceringsdatum: 6 juli 2022

Den virala replikationscykeln är avgörande för att ett virus ska spridas inuti kroppen och orsaka sjukdom. Med fokus på den cykeln i hepatit A-viruset (HAV), upptäckte UNC School of Medicine-forskare att replikering kräver specifika interaktioner mellan det mänskliga proteinet ZCCHC14 och en grupp enzymer som kallas TENT4 poly(A) polymeraser. De fann också att den orala föreningen RG7834 stoppade replikationen vid ett nyckelsteg, vilket gjorde det omöjligt för viruset att infektera leverceller.

Dessa resultat, publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences, är de första att visa en effektiv läkemedelsbehandling mot HAV i en djurmodell av sjukdomen.

"Vår forskning visar att inriktning på detta proteinkomplex med ett oralt tillfört, småmolekylärt terapeutiskt medel stoppar viral replikation och vänder leverinflammation i en musmodell av hepatit A, vilket ger principbevis för antiviral terapi och sättet att stoppa spridningen av hepatit A i utbrottsmiljöer, säger senior författare Stanley M. Lemon, MD, professor vid UNC Department of Medicine och UNC Department of Microbiology & Immunology, och medlem av UNC Institute for Global Health and Infectious Diseases.

Lemon, som på 1970- och 80-talen var en del av ett forskningsteam från Walter Reed Army Medical Center som utvecklade det första inaktiverade HAV-vaccinet som administrerades till människor, sa att forskningen om HAV minskade efter att vaccinet blev allmänt tillgängligt i mitten av 1990-talet. Fallen sjönk på 2000-talet när vaccinationsfrekvensen skjutit i höjden. Forskare riktade sin uppmärksamhet mot hepatit B- och C-virus, som båda skiljer sig mycket från HAV och orsakar kronisk sjukdom. "Det är som att jämföra äpplen med rovor," sa Lemon. "Den enda likheten är att de alla orsakar inflammation i levern." HAV är inte ens en del av samma virusfamilj som hepatit B- och C-virus.

Hepatit A-utbrotten har ökat sedan 2016, även om HAV-vaccinet är mycket effektivt. Inte alla blir vaccinerade, påpekade Lemon, och HAV kan existera under långa perioder i miljön – som på våra händer och i mat och vatten – vilket resulterar i mer än 44 000 fall, 27 000 sjukhusinläggningar och 400 dödsfall i USA sedan dess. 2016, enligt CDC.

Flera utbrott har inträffat under de senaste åren, inklusive i San Diego 2017, till stor del driven av hemlöshet och olaglig droganvändning, vilket orsakade allvarlig sjukdom hos cirka 600 personer och dödade 20. År 2022 inträffade ett litet utbrott kopplat till ekologiska jordgubbar i flera stater, vilket leder till ett dussin sjukhusinläggningar. Ännu ett utbrott 2019 kopplades till färska björnbär. Globalt inträffar tiotals miljoner HAV-infektioner varje år. Symtom inkluderar feber, buksmärtor, gulsot, illamående och aptitlöshet och smaksinne. När man är sjuk finns det ingen behandling.

År 2013 upptäckte Lemon och kollegor att hepatit A-viruset förändras dramatiskt inuti den mänskliga levern. Viruset kapar bitar av cellmembranet när det lämnar leverceller och döljer sig från antikroppar som annars skulle ha satt viruset i karantän innan det spreds brett genom blodomloppet. Detta verk publicerades i Natur och gav insikt i hur mycket forskare ännu inte hade lärt sig om detta virus som upptäcktes för 50 år sedan och som sannolikt har orsakat sjukdomar som går tillbaka till antiken.

För några år sedan fann forskare att hepatit B-virus krävde TENT4A/B för sin replikering. Samtidigt ledde Lemons labb experiment för att söka efter mänskliga proteiner som HAV behöver för att replikera, och de hittade ZCCHC14 – ett speciellt protein som interagerar med zink och binder till RNA.

"Detta var vändpunkten för den här aktuella studien," sa Lemon. "Vi fann att ZCCHC14 binder mycket specifikt till en viss del av HAVs RNA, molekylen som innehåller virusets genetiska information. Och som ett resultat av den bindningen kan viruset rekrytera TENT4 från den mänskliga cellen."

I normal humanbiologi är TENT4 en del av en RNA-modifieringsprocess under celltillväxt. I huvudsak kapar HAV TENT4 och använder det för att replikera sitt eget genom.

Detta arbete antydde att ett stoppande av TENT4-rekryteringen kunde stoppa viral replikation och begränsa sjukdomen. Lemons labb testade sedan föreningen RG7834, som tidigare hade visat sig aktivt blockera Hepatit B-virus genom att rikta in sig på TENT4. I den PNAS forskarna detaljerade de exakta effekterna av oral RG7834 på HAV i lever och avföring och hur virusets förmåga att orsaka leverskada är dramatiskt minskad hos möss som hade modifierats genetiskt för att utveckla HAV-infektion och sjukdom. Forskningen tyder på att föreningen var säker vid den dos som användes i denna forskning och den akuta tidsramen för studien.

"Denna förening är långt ifrån mänsklig användning," sa Lemon, "men den visar vägen till ett effektivt sätt att behandla en sjukdom som vi inte har någon behandling för alls."

Läkemedelsföretaget Hoffmann-La Roche utvecklade RG7834 för användning mot kroniska hepatit B-infektioner och testade det på människor i en fas 1-studie, men djurstudier antydde att det kan vara för giftigt för användning under långa tidsperioder.

"Behandlingen för hepatit A skulle vara kortvarig," sa Lemon, "och, ännu viktigare, vår grupp och andra arbetar på föreningar som skulle träffa samma mål utan toxiska effekter."

Denna forskning var ett samarbete mellan Lemon-labbet och labbet av Jason Whitmire, professor i genetik vid UNC School of Medicine. Lemon och Whitmire är medlemmar i UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center.

De första författarna av PNAS-tidningen är You Li och Ichiro Misumi. Andra författare, alla vid UNC, är Tomoyuki Shiota, Lu Sun, Erik Lenarcic, Hyejeong Kim, Takayoshi Shirasaki, Adriana Hertel-Wulff, Taylor Tibbs, Joseph Mitchell, Kevin McKnight, Craig Cameron, Nathaniel Moorman, David McGivern, John Cullen, Jason K. Whitmire och Stanley M. Lemon.

Detta arbete stöddes av anslag från National Institute of Allergy and Infectious Diseases (R01-AI131685), (R01-AI103083), (R01-AI150095), (R21-AI163606), (R01-AI143894), (R08337-AI) . UNC Pathology Services Core och UNC High-Throughput Sequencing Facility stöddes delvis av ett National Cancer Institute Center Core Support Grant (P30CA016086) till UNC Lineberger Omfattande cancercenter.

(C) UNC-CH

Ursprunglig artikelkälla: WRAL Techwire