In een celvrij systeem is aan de hand van gepurifieerde hiv-1-virions de eerste helft van de hiv-1-levenscyclus nagebootst. Dit systeem onderstreept de sleutelrol van de virale capside. De onderzoekers denken dat het kan bijdragen aan het ontrafelen van mechanismen en de bijdrage van gastheerfactoren aan hiv-1-vermenigvuldiging.
Om een infectie te kunnen veroorzaken, moet het hiv-1-genoom omgekeerd getranscribeerd worden en geïntegreerd in het DNA van de gastheercel. Gedetailleerde en gestructureerde studies hiernaar zijn moeilijk uitvoerbaar, omdat de betreffende virale processen worden uitgevoerd door individuele pre-integratiecomplexen diep in de cel. Om deze processen beter te kunnen bestuderen, hebben Amerikaanse onderzoekers de vroege stadia van hiv-1-replicatie nagebootst in een celvrij systeem. Uit permeabel gemaakte gepurifieerde virionen zijn hiv-1-kerndeeltjes vrijgemaakt die het proces van omgekeerde transcriptie hebben geïnitieerd. Met behulp van celvrije extracten is de integratie in een doelplasmide bewerkstelligd. Een kwantitatieve polymerasekettingreactie (qPCR) is gebruikt om drie stadia van omgekeerde transcriptie te monitoren: strong stop, first strand transfer en late omgekeerde transcriptie.
Er was sprake van zeer efficiënte, van de capside afhankelijke omgekeerde transcriptie voor het produceren van ~0,8 dubbelstrengs DNA-genomen/kern. De vervolgens geïnduceerde integratie van het getranscribeerde hiv-genoom in een doelplasmide resulteerde in een celextract-afhankelijke reactie. Bij controlepersonen bleek omgekeerde transcriptie en integratie, zoals verwacht, afhankelijk te zijn van actieve omgekeerde transcriptase- en integrase-enzymen. Voor een efficiënte virusvermenigvuldiging was een stabiele capside noodzakelijk. Uit sequentieanalyse bleek welke locaties het gunstigst waren voor integratie, en bleek eveneens dat geïnduceerde integratie plaatsvond bij de verwachte target site duplication (TSD) van vijf basenparen.
Bronnen:
- Christensen DE. Reconstitution of hiv-1 capsid-dependent replication and integration in vitro.
- Abstract 24LB. CROI 2020, 8-11 maart 2020, Boston, VS.