Onderzoekers hebben een molecuul ontwikkeld dat effectief een enzym remt dat het herpes simplex-virus bij mensen verspreidt. Ze zeggen dat hun bevindingen kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor herpes simplex-infecties en andere virussen, evenals ziekten die afhankelijk zijn van dit enzym om zich te verspreiden, zoals kanker.

Veel volwassenen zijn besmet met het herpes simplex-virus type 1 (HSV-1), een levenslange ziekte die zich meestal manifesteert als vervelende koortsblaasjes, maar ook kan leiden tot ernstiger hersen- of ooginfecties, hoewel dit zelden voorkomt. Eerdere studies hebben bewijs geleverd dat hepatoglycanase (HPSE) betrokken is bij de overdracht van HSV-1, andere virussen en kanker.

Heparinesulfaat wordt aangetroffen in de extracellulaire matrix (ECM) van elk weefsel en op het oppervlak van bijna elke cel, waar het verantwoordelijk is voor het reguleren van cel-celinteracties en het in stand houden van de gezondheid van de ECM. Het enige enzym waarvan bekend is dat het heparinesulfaat afbreekt of splitst, is HPSE. Normaal gesproken wordt het op een gecontroleerde manier afgebroken, waarbij moleculen vrijkomen die nodig zijn voor biologische processen elders in het lichaam. Heparinesulfaat speelt echter ook een rol bij het binnendringen en vrijkomen van veel virussen in de cel, waaronder HSV-1, en overexpressie van HPSE en ongecontroleerde splitsing van heparinesulfaat kunnen leiden tot abnormale celactivatie en ernstige weefselschade.

Vanwege de rol van HPSE bij het helpen van de verspreiding van virussen en kanker, hebben onderzoekers gewerkt aan de ontwikkeling van een manier om HPSE te remmen. Nu hebben onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Illinois in Chicago een molecuul ontdekt dat de verspreiding van HSV-1 remt, waardoor we een stap dichter bij effectieve behandelingen voor het virus en kanker komen.

"We hebben aangetoond dat deze remmer werkt tegen herpesvirussen, maar hij kan mogelijk bij een verscheidenheid aan ziekten worden gebruikt", zegt Deepak Shukla, corresponderende auteur van het onderzoek.

In een eerdere studie bepaalden de onderzoekers hoe HSV-1 de heparinesulfaatsynthese reguleert om infectie en virale verspreiding te optimaliseren. In de huidige studie hebben ze verschillende suikers ontworpen en gesynthetiseerd en hun vermogen om HPSE-activiteit te remmen geëvalueerd. Suikers zijn de bouwstenen van koolhydraten en worden geclassificeerd op basis van het aantal monomeren waaruit ze zijn samengesteld. Twee monosachariden (monosachariden) komen bijvoorbeeld samen om een ​​disacharide te vormen, terwijl oligosachariden tussen de 2 en 10 monosachariden bevatten.

Omdat HSV-1 oculaire herpes of herpetische keratitis, een infectie van het hoornvlies van het oog, kan veroorzaken, testten de onderzoekers verschillende suikers op menselijke epitheelcellen van het hoornvlies die met het virus waren geïnfecteerd. Door deze verbindingen vóór of tegelijkertijd met infectie met HSV-1 te geven, ontdekten ze dat de hoeveelheid extracellulair virus in de monsters aanzienlijk was verminderd en dat de virale verspreiding werd geremd na behandeling met hexasachariden en octasachariden.

Bij het onderzoeken van cellen die met deze suikers waren behandeld, observeerden de onderzoekers significant verhoogde niveaus van heparinesulfaat aan het oppervlak, vergelijkbaar met die in cellen die niet met HSV-1 waren geïnfecteerd. De onderzoekers ontdekten ook dat het vermogen van de cellen om te migreren aanzienlijk was verbeterd, wat wijst op een verbeterde wondgenezing, wat volgens de onderzoekers te wijten is aan de antivirale activiteit van de hexasachariden en octasachariden.

Op basis van de bevindingen concludeerden de onderzoekers dat deze suikerverbindingen een tweeledig werkingsmechanisme hebben: het blokkeren van de virale toegang tot de cellen en het blokkeren van de virale afgifte.

Vanwege de rol van HPSE bij activiteiten die de overleving van cellen bevorderen, zijn eerdere pogingen om HPSE-remmers te ontwikkelen op toxiciteitsproblemen gestuit. Hier vonden de onderzoekers geen bewijs dat de actieve stoffen giftig waren voor hoornvliescellen. Bovendien zijn HPSE-remmers meestal op heparine gebaseerde geneesmiddelen die worden gebruikt om bloedstolling te voorkomen en daarom bloedingen kunnen veroorzaken. Omdat de door de onderzoekers gebruikte hexasachariden en octasachariden niet de disacharide-eenheden bevatten die cruciaal zijn voor het activeren van de antistollingsactiviteit van heparine, was bloeding geen probleem.

"Remming van HPSE in hoornvliescellen is belangrijk voor wondgenezing en het reguleren van oogontsteking. Alles bij elkaar suggereren deze waarnemingen dat HPSE-remmers de afgifte van virussen kunnen voorkomen en zich vervolgens naar andere cellen en weefsels kunnen verspreiden", aldus de onderzoekers.

De onderzoekers zeggen dat er nog veel werk moet worden verzet voordat hun HPSE-remmer klaar is voor klinisch gebruik. Toch is het een belangrijke stap in de richting van de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor HSV-1, andere virussen en kanker.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift AngewandteChemie.