En aminosyra på fel plats är sannolikt orsaken till att zikaviruset plötsligt började ge allvarliga neurologiska skador. Det visar kinesiska forskare som undersökt olika stammar av zikavirus.
Resultaten är publicerade i den vetenskapliga tidskriften Science. Genom in vivo- och in vitro-försök på möss och cellkulturer kunde forskarna identifiera att ett utbyte av aminosyran serin mot aminosyran asparagin gjorde zikaviruset betydligt mer virulent. Mutationen bedöms ha skett någon gång mellan november 2012 och oktober 2013, det vill säga innan det stora zikavirusutbrottet 2016.
Aminosyrautbytet hade skett på den 139:e positionen i ett protein benämnt som prM som finns i virusets skyddande hölje.
Forskarna började med att undersöka och jämföra neurovirulsensen, det vill säga hur stora neuronala skador viruset orsakade, hos tre zikavirusstammar isolerade 2015 och 2016 och en stam isolerad 2010.
Virusen injicerades i hjärnan på en dag gamla musfoster, vilket är jämförbart med ett mänskligt foster i den första trimestern. Inget av de musfoster som smittades med de tre nyaste virusstammarna överlevde och alla embryon hade neuronala skador. Den äldre virusstammen orsakade död i knappt 17 procent av fallen.
Forskarna undersökte vidare om de virulenta virusen även orsakade mikrocefali, den neuronala skada som innebar att barn vars mödrar infekterats med zikavirus föddes med för små huvuden.
Här infekterades musembryon som var 13,5 dagar gamla, vilket motsvarar foster i den andra trimestern hos människa. Det visade sig att en av de virulenta stammarna orsakade en signifikant ökning av mikrocefali. Den äldre, mindre virulenta stammen, orsakade mindre allvarliga symtom.
I artikeln i Science beskriver forskarna bland annat hur virusstammen inducerade mer apoptos, programmerad celldöd, i olika delar av hjärnan.
Därefter analyserade forskarna virusstammen på genetisk nivå, med den mindre virulenta varianten som referens. De fann ett antal aminosyrautbyten och kunde efter kloning och test på möss konstatera att mutationen som innebar att serin bytts ut mot asparagin gav det mest neurovirulenta viruset. Forskarna visade också att när man bytte tillbaka asparagin mot serin minskade dödligheten hos de infekterade mössen.
Slutligen testade forskarna viruset i en mikrocefalimodell med humana embryonala stamceller och där de såg att det muterade viruset gav en allvarligare mikrocefali-fenotyp, det vill säga mikrocefaliliknande egenskaper, än viruset utan mutation.
Forskarna menar därför att mutationen av serin till asparagin, S139N, sannolikt är en starkt bidragande orsak till att zikaviruset blev mer virulent och orsakade större neuronala skador, än tidigare stammar av zikaviruset. Mer forskning behövs dock i mer komplexa för att förstå virusets funktion.
