Glykaner kan lära oss mycket om infektioner och vaccin

VETENSKAPLIG PUBLICERING. Forskning om de sockerkedjor som kallas glykaner kan ge ökad förståelse av virusinfektioner, och dessutom bana väg för nya typer av vaccin. Det menar forskare på Virologen i Göteborg, som skrivit en översiktsartikel i ämnet.

En stor del av de arbeten som ligger till grund för översiktsartikeln i tidskriften Annual Review of Virology har genomförts just här, på Virologen i Göteborg. Forskningen om glykaner har en lång historia vid Göteborgs universitet, och har idag resulterat i ett brett genomslag för forskningen inom biomedicin vid lärosätet.

Första kontakten

Nästan alla virus använder sockerstrukturer som kallas glykaner som sin första kontakt med de celler som de ska infektera. Glykanerna finns både på cellens yta och på det hölje som många virus har, bland annat de virus som orsakar covid, influensa och herpes. Vanliga förkylningsvirus omges dock inte av en sådan membransäck.

– Viruset stjäl sin membransäck från infekterade celler. Proteiner i virusets hölje binder sedan fast i nya celler och ser dessutom till att virus kan ta sig in i cellen, berättar Sigvard Olofsson.

Sigvard Olofsson är tidigare adjungerad professor vid Göteborgs universitet. I sin avhandling från 1980 gjorde han avgörande bidrag inom forskningsfältet om glykaner genom en genomgripande kartläggning av deras roll i herpesinfektion.

Ett ihållande intresse

Det finns två olika typer av glykaner som båda är involverade i infektionsprocessen.

N-glykanerna, som är bundna till ett protein via kväve, möjliggör infektionen av nya celler. Dessa glykaner upptäcktes redan under 1960-talet och väl utforskade.

O-glykanerna, som är proteinbundna med syrebindningar, har betydelse för virusets förökning. När det gäller dessa glykaner finns fortfarande mycket att upptäcka, som kan öka förståelsen av virusinfektioner och sannolikt leda till nya typer av vaccin, konstaterar forskarna i sin översiktsartikel.

– Vi ser att det finns ett ihållande intresse för de studier som kommer ut om O-glykanernas roll i infektion. Arbetena genererar en låg frekvens av citeringar, men de fortsätter under lång tid efter att publiceringarna kommit ut, säger Tomas Bergström, senior professor i klinisk mikrobiologi.

Stor komplexitet

Det finns stor mångfald bland glykanerna. De skapas under till synes kaotiska förutsättningar, vilket gör det svårt att skapa en bra överblick.

– I mänskliga celler finns över hundra olika gener som kodar för varsitt enzym, som sedan både tävlar med varandra och också kan samarbeta för att sätta ihop glykanerna. Det ger en diversitet som inte går att utläsa från den genetiska koden, utan glykanernas sammansättning beror på hur enzymerna används och hur de styrs, berättar Sigvard Olofsson med inlevelse.

– Sockerstrukturen skiljer sig mycket åt, och den här stora heterogeniteten borde kanske vara en nackdel för virus med höljen. Men hur det än ser ut på cellen så verkar det alltid finnas något virus som har den rätta konstellationen på sin yta för att kunna hitta in till cellen och infektera den, funderar Tomas Bergström.

Göteborgsvirologerna är också medförfattare till ett nytt arbete i Nature Communications, som presenterar ett bibliotek av hudceller där enskilda glykaner kan påverkas. Detta bibliotek kan fungera som ett viktigt verktyg i fortsatt forskning om glykanernas funktion för olika stadier av herpesinfektion.

Lång historik

Glykaner har bred betydelse för hur celler fungerar – från receptorer på cellens yta till att avgöra funktionen för proteiner. Dessa sockerstrukturer är därför fortsatt högintressanta för grundläggande forskare inom en rad medicinska områden, från infektion till cancer.

Det finns också en lång forskartradition kring glykaner på Göteborgs universitet, som inleddes redan under 1960-talet. Då utvecklade de båda biokemisterna och professorerna Stina och Einar Stenhagen nya metoder för strukturanalys av glykaner och lipider  med kombinerad gaskromatografi-masspektrometri. Metoderna kom till användning för forskare inom olika fält, och har haft betydelse för flera av de grupper som idag bedriver framgångsrik forskning relaterad till kolhydrater runt Medicinareberget. Ett exempel är mucinbiologi, där professor Gunnar C Hanssons arbete banat väg för flera framgångsrika forskargrupper.

 

PUBLICERINGAR:   

• Titel: Structure and Role of O-Linked Glycans in Viral Envelope Proteins; Annual Reviews of Virology. https://doi.org/10.1146/annurev-virology-111821-121007
• Titel: Glycoengineered keratinocyte library reveals essential functions of specific glycans for all stages of HSV-1 infection; Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-023-42669-6

AV: ELIN LINDSTRÖM