Pseudoviren ähneln Betrügern: Sie sind zwar harmlos, aber so konstruiert, dass sie von ihren gefährlichen Verwandten kaum zu unterscheiden sind. Dies macht sie zu einem unschätzbar wertvollen Werkzeug in der Virenforschung. Mit ihnen lassen sich Infektionswege gefährlicher Virusvarianten genau analysieren.
Eine große Herausforderung in diesem Forschungsgebiet bestand bisher darin, die Pseudoviren zuverlässig unter dem Mikroskop sichtbar zu machen. Denn herkömmliche Markierungsmethoden beeinträchtigen die Aktivität der „Betrüger“ und verfälschen so die Abbildung.
Ein Team des Rudolf-Virchow-Zentrums – Zentrum für Integratives und Translationales Bioimaging der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg unter der Leitung von Professor Markus Sauer und Dr. Gerti Beliu hat nun eine Lösung entwickelt: Durch die Kombination von genetischer Code-Erweiterung und Klick-Chemie wurde ein einzigartiges Erkennungsmerkmal für Pseudoviren geschaffen, das deren Aktivität unbeeinflusst lässt. Diese Erkenntnisse wurden jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Nano.
Die neuartigen „klickbaren“ Pseudoviren sind stark fluoreszierend. Hinsichtlich der Bindung und des Eindringens in die Zellen weisen sie jedoch die gleichen Eigenschaften auf wie ihre pathogenen Verwandten. Sobald sie sich jedoch in den Zellen befinden, verursachen sie keine Krankheit – dies ermöglicht eine Handhabung mit reduziertem biologischem Risiko in S1/2-Standardlabors.
„Diese Methode eröffnet uns in der Virusforschung völlig neue Horizonte. Es ist ein Fortschritt in unserer Fähigkeit, die komplexe Dynamik viraler Infektionen in lebenden Organismen mit hochauflösenden Mikroskopiemethoden zu beobachten“, sagt Sauer.
Ein weiterer Vorteil der neuen Methode ist ihre hohe Nachweiseffizienz. Im Vergleich zu herkömmlichen Immunfärbungsmethoden stellte das JMU-Team eine um ein Vielfaches höhere Nachweiseffizienz fest. Dadurch werden feinere Details und subtile Prozesse des Infektionsgeschehens sichtbar.
„Die anklickbaren Pseudoviren haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir Virus-Zell-Interaktionen untersuchen, zu revolutionieren. Es ist, als würden wir mit unseren Mikroskopen in eine bisher unsichtbare Welt eintauchen“, erklärt Dr. Beliu.
Mehr Informationen:
Marvin Jungblut et al., Re-Engineered Pseudoviruses for Precise and Robust 3D Mapping of Viral Infection, ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.3c07767