Van glycanen en virale evolutie tot een nieuwe assay voor influenzabewaking: het onderzoek van Rosanne van Beek nam een onverwachte wending.

De zoetekauwen onder ons hoeven zich geen zorgen te maken: ook cellen kunnen niet leven zonder suiker. ‘Alle levende cellen hebben een suikercoating op hun oppervlak; die hebben ze nodig om onderling te communiceren’, zegt Rosanne van Beek, promovendus in de groep chemical biology and drug discovery van Geert-Jan Boons aan de Universiteit Utrecht. ‘Mijn onderzoek focust op de rol van die suikers in gastheer-pathogeeninteracties. We bestuderen welke suikers worden herkend door influenzavirussen en hoe die specificiteit zich ontwikkelt.’

Nieuwe assay

Van Beek onderzoekt A/H3N2, een van de subtypes van het influenzavirus, dat griep veroorzaakt in mensen. ‘We zijn geïnteresseerd in de evolutie van de virale bindingsspecificiteit. Welke suikers worden herkend en hoe verandert dat in de loop van de tijd?’ Hiervoor is kennis nodig over de samenstelling en de structuur van de complexe laag glycanen op het celoppervlak. Van Beek analyseert niet alleen welke suikers er aanwezig zijn, maar past ook de structuur aan om de rol van specifieke residuen bij interactie met het virus te bestuderen.

Hoewel de studie is bedoeld om basismechanismes te begrijpen in de evolutie van gastheer-pathogeeninteracties, is er ook een directe toepassing uitgerold. Een wereldwijd bewakingssysteem van meer dan 140 nationale influenzacentra monitort influenzavirussen continu. Om na te gaan welke subtypes circuleren, zet je hemagglutinin inhibition assays in. Hierin binden rode bloedcellen het virus. A/H3N2 zorgt echter voor problemen. Van Beek: ‘Het is steeds moeilijker te karakteriseren, omdat de virale bindingsspecificiteit ervan is veranderd. Daardoor kun je de standaardassay niet meer gebruiken voor de meeste virussen. Maar om de evolutie van A/H3N2 te begrijpen, ontwikkelden we een nieuwe manier om de suikercoating van de cel te bestuderen en modificeren. Dat gaf ons het idee die methode aan te passen voor karakterisering van A/H3N2.’

Vertakking

Van Beeks kennis over de bindingsspecificiteit van het virus wierp zijn vruchten af. ‘We ontdekten de missende schakel die het vermogen van het virus om rode bloedcellen te binden uitschakelt.’ En omdat de biosyntheseroutes van alle suikers aan het oppervlak bekend zijn, kan ze de coating precies op de juiste plek aanpassen om herkenning weer mogelijk te maken. ‘In de coating verbinden monosacchariden zich met elkaar om een vertakte structuur te vormen. Elke tak is door enzymen gebouwd. We gebruiken die enzymen om de juiste ‘boom’ te bouwen op het oppervlak van de rode bloedcellen.’

Samen met de afdeling viroscience van het Erasmus MC in Rotterdam, tevens het Nationaal Influenza Centrum, voerde Van Beek een validatiestudie uit. ‘We testten onze assay op een groot aantal virussen en de resultaten zijn veelbelovend. Maar er is nog werk aan de winkel op het gebied van optimalisatie en opschaling.’ Als de nieuwe assay deel gaat uitmaken van het bewakingsprogramma, hoe lang blijft hij dan nuttig? Het virus blijft zich immers waarschijnlijk ontwikkelen. ‘Dat is moeilijk te voorspellen, maar nu we virale bindingsspecificiteit beter begrijpen en de techniek hebben om de suikercoating van de rode bloedcellen aan te passen, kunnen we snel handelen als er nieuwe modificaties nodig zijn.’