Háskóli Íslands

Rannsóknir í veiru-, ónæmis-og sameindalíffræði

Áhrif sulforaphane á mæði-visnuveirusýkingu í makrofögum
Starfslið: Stefán R. Jónsson og Valgerður Andrésdóttir.
Samstarf: Carlos M. C. de Noronha, Albany Medical College, NY.
Upphaf: 2015.
 
Sulforaphane (SFN) er efni sem finnst í ýmsum kálplöntum, mest í spergilkálsspírum, og virkjar Nrf2, sem aftur stýrir tjáningu á ýmsum próteinum sem eru mikilvæg í andoxunarferlum. Carlos de Noronha og samstarfsfólk við Albany Medical College hefur sýnt fram á að SFN meðhöndlun hindrar HIV-1 sýkingu í makrófögum í gegnum Nrf2. Þessi áhrif sjást hins vegar ekki í T-frumum. Við athuguðum áhrif SFN á mæði-visnuveirusýkingu og benda fyrstu niðurstöður til að SFN meðhöndlun hindri sýkingu í makrófögum en hafi mun minni áhrif í SCP frumum.
--------
 
Hlutverk Vif í mæði-visnuveiru 
Starfslið: Stefán Ragnar Jónsson,  Aðalbjörg Aðalbjörnsdóttir, Morgane Méras og Valgerður Andrésdóttir.
Samstarf: Reuben S. Harris, University of Minnesota; Nevan Krogan og Joshua Kane, University of California, San Francisco, Ólafur S. Andrésson, líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands.
Upphaf: 2000.
 
Á síðustu árum er sífellt að koma betur í ljós að lífverur hafa komið sér upp ýmsum vörnum gegn veirusýkingum. Veirurnar hafa á hinn bóginn þróað tæki til að komast hjá þessum vörnum. Mannafrumur hafa prótein sem eyðileggja erfðaefni retróveira jafnóðum og það myndast með því að deaminera cytidine í uracil í einþátta DNA. Þessi prótein nefnast APOBEC3. Lentiveirur hafa komið sér upp mótleik við þessu, sem er próteinið Vif, sem eyðileggur þessa deaminasa. Við höfum klónað og skilgreint APOBEC3 úr kindafrumum (Jónsson et al. Nucleic Acids Res. 2006;34(19):5683-94). Í ljós kom að kinda-APOBEC3 afaminerar HIV-1 DNA og MVV sem vantar Vif próteinið. Rannsóknir okkar á Vif úr mæði-visnuveiru hafa leitt í ljós að Vif ver mæði-visnuveiru fyrir kinda-APOBEC3 á sama hátt og HIV-1 Vif. (Kristbjörnsdóttir et al. (2004) Virology,318:350-359). Vif prótein prímata nota CBF-beta sem hjálparþátt, en nýjar niðurstöður benda til þess að Vif prótein mæði-visnuveirunnar noti cyclophilin A sem hjálparþátt. Við útbjuggum veirur með stökkbreytingum í Vif próteini sem koma í veg fyrir bindingu cyclophilin A. Þessar veirur uxu hægar í frumurækt og söfnuðu upp G-A stökkbreytingum, sem bendir til þess að Vif þurfi að bindast cyclophilin A til þess að hindra APOBEC3 (Kane et al. Cell Rep. (2015) May 26;11(8):1236-50)  Við höfum fundið stökkbrigði af MVV sem vex vel í kinda choroid plexus frumum, en illa í kinda makrofögum og veldur ekki sýkingu í kindum. Tvær stökkbreytingar, önnur í hylkispróteini veirunnar og hin í Vif, valda þessari svipgerð og er því líklegt að Vif úr mæði-visnuveiru verji veirurnar einnig fyrir annarskonar innbyggðum veiruvörnum í frumunum, þ.e. hindra sem hefur tengsl við hylkisprótein veirunnar (Gudmundsson et al. (2005), Journal of Virology, 79: 15038-15042; Franzdóttir et al. Virology. 2015 Nov 16;488:37-42. doi: 10.1016/j.virol.2015.10.035). Rannsóknir okkar nú beinast að því að finna þennan óþekkta hindra. Samstarfsfólk okkar við Kaliforníuháskóla í San Francisco bar saman próteintjáningu í kinda-choroid plexus frumum og kinda-makrófögum með það fyrir augum að finna prótein sem væru tjáð í makrófögum en ekki í choroid plexus frumum og gætu verið kandidatar fyrir hindra í makrófögum. Eitt prótein, SAMHD1, var sérstaklega áhugavert, og erum við nú að klóna samhd1 genið úr kindafrumum til frekari rannsókna.
Verkefnið er styrkt af Rannsóknasjóði Háskóla Íslands og Rannsóknasjóði Rannís 
--------
 
Hlutverk sjálfsáts í mæði-visnuveirusýkingu
Starfslið: Aðalbjörg Aðalbjörnsdóttir, Michael Müller, Stefán R. Jónsson og Valgerður Andrésdóttir.
Samstarf: Margrét Helga Ögmundsdóttir, læknadeild Háskóla Íslands.
Upphaf: 2015.
 
Sjálfsát (autophagy) er mikilvægt ferli í ónæmissvari og hefur stýring á sjálfsáti verið tengd við ýmsar veirusýkingar þar á meðal í HIV. Við lituðum fyrir LC3, sem er merkiprótein fyrir sjálfsát, í kinda-makrofögum sýktum með mæði-visnuveiru (MVV). Niðurstöðurnar benda til að slík stýring sé líka til staðar í mæði-visnuveiru. Kinda makrófagar sýktir með MVV sýna að í upphafi sýkingar verður aukning á sjálfsáti, en á þriðja degi sýkingar verður tímabundin hindrun. Þessi hindrun er Vif háð þar sem veira án Vif sýnir ekki sömu hindrun. Einnig sýndi samónæmisfelling að MVV Vif bindur LC3 próteinið. Þessar niðurstöður benda til áður óþekktrar virkni Vif, sem við munum rannsaka frekar.
--------
 
Innlimun mæði-visnuveirunnar í litninga hýsils
Starfslið: Stefán R. Jónsson og Valgerður Andrésdóttir.
Samstarf: Peter Cherepanov, The Francis Crick Institute, London, Alan Engelman, Harvard Medical School.
Upphaf: 2016.
 
Allar retróveirur innlima erfðaefni sitt í litninga hýsilsins með hjálp veirupróteinsins integrase, og er þessi innlimun eitt af lyfjamörkum fyrir HIV. Það hefur hins vegar reynst erfitt að greina nákvæmlega innlimunarflóka HIV, og hefur þurft að setja stökkbreytingar í intergrase ensímið til þess að gera það greiningarhæft. Peter Cherepanov við Francis Crick stofnunina í London, sem hefur rannsakað mikið integrasa flókann í HIV og öðrum retroveirum datt í hug að nota mæði-visnuveiru sem módel og bað okkur um samstarf. Við tókum að okkur veiruræktanir og DNA einangranir auk ráðlegginga um innlimun veirunnar. Með því að nota frysti-rafeindasjá (cryo-electron microscopy) tókst að greina gerð óstökkbreytts innlimunarflóka mæði-visnuveiru mjög nákvæmlega og var hann borinn saman við sambærilega rannsókn í HIV þar sem HIV integrasi var stökkbreyttur til að gera próteinið leysanlegra og virkara. Flókarnir voru að mestu eins, en þó vantaði í HIV flókann atriði sem mæði-visnu  veiru flókinn gaf upplýsingar um. Þessar upplýsingar munu nýtast við hönnun sameinda sem hindra innlimun HIV. Rannsóknin var samþykkt til birtingar í Science.
Það er ljóst að mæði-visnuveiran nýtist sem módel fyrir HIV og mikill áhugi er víða á þessum rannsóknum. Keldur eru sá staður í heiminum  þar sem mest vitneskja er um þessar veirur og best aðstaða til að rannsaka þær. Hér er gagnreynt kerfi til að rækta veiruna, mótefni hafa verið búin til í áranna rás gegn ýmsum hlutum hennar, og síðast en ekki síst, hér var veiran klónuð, en það er forsenda fyrir sameindalíffræðilegum rannsóknum á henni.
--------
 
Rannsóknir á arfgengri heilablæðingu
Starfslið: Birkir Þór Bragason, Ásbjörg Ósk Snorradóttir og Ástríður Pálsdóttir.
Samstarf: Elías Ólafsson og Helgi J. Ísaksson, LSH; Hákon Hákonarson, Center For Applied Genomics, Children´s Hospital of Philadelphia; Sævar Ingþórsson, Lífvísindasetur HÍ.
Upphaf: 2004. Lok: 2017.
 
Arfgeng heilablæðing er sjaldgæfur séríslenskur erfðasjúkdómur í mönnum sem erfist ríkjandi á ókynbundin hátt og stafar af stökkbreytingu í cystatin C geninu, CST3. Sjúkdómurinn telst til mýlildissjúkdóma þar sem stökkbreytt cystatin C prótín myndar mýlildi í ýmsum vefjum, en aðallega í slagæðaveggjum heilans þar sem uppsöfnunin veldur banvænum heilablæðingum, yfirleitt í ungu fólki.  Undanfarin ár hefur verið unnið að rannsóknum á þessum sjúkdómi á Keldum með það markmið að auka skilning á sjúkdómnum og þeim ferlum sem liggja til grundvallar meinafræði hans. Rannsóknirnar hafa frá upphafi beinst að 3 þáttum, þ.e. frumulíffræði, vefjameinafræði og faraldsfræði. Hluti verkefnisins er doktorsverkefni Ásbjargar Óskar Snorradóttur, sem mun ljúka námi 2017.
Á árinu var lokið við kerfisbundna skoðun á húðbíopsíum úr arfberum og viðmiðum til að gá hvort slík sýni geti gefið upplýsingar um snemmbúna atburði í meinferli sjúkdómsins, en sjúkdómurinn er alla jafna mjög langt genginn í heilasýnum og þau henta því ekki til slíkrar gagnaöflunar. Niðurstöðurnar voru teknar saman í handrit, sem var samþykkt til birtingar í tímaritinu Laboratory Investigation.
Í gegnum árin þá hafa rannsóknirnar verið styrktar af Heilavernd, Rannsóknasjóði Háskólans, RANNÍS, Minningarsjóði Helgu Jónsdóttur og Sigurliða Kristjánssonar og nýdoktorastyrk Rannsóknasjóðs Háskóla Íslands. 
--------
 
Rannsóknir á herpesveirusýkingum í hestum
Starfslið: Vilhjálmur Svansson, Sigurbjörg Þorsteinsdóttir, Lilja Þorsteinsdóttir, Sara Björk Stefánsdóttir, Sigríður Jónsdóttir og Kristín Þórhallsdóttir.
Samstarf: Einar G. Torfason, Rannsóknastofu í veirufræði, Landspítala háskóla-sjúkrahúsi.
Upphaf: 1999.
 
Þekktar eru 5 herpesveirusýkingar í hrossum þ.e. alfaherpesveirurnar equine herpesvirus type 1 (EHV-1), EHV-3 og EHV-4, og gammaherpesveirurnar EHV-2 og EHV-5. Frumsýkingar með EHV-1 og EHV-4 eiga sér stað um öndunarveg en auk þess að valda öndunarfærasýkingum veldur EHV-1 einnig fósturláti og lömunum og telst með alvarlegri veirusýkingum í hrossum. Sýkingar með EHV-1 hafa ekki greinst hérlendis. EHV-3 veiran smitast við kynmök og veldur útbrotum á kynfærum. Sýkingar með EHV-2 og EHV-5 eru vanalegast einkennalausar öndunarfærasýkingar en væg einkenni kvefs og hvarmabólgu geta sést hjá folöldum. Ekki er vitað hvenær þær 4 herpesveirugerðir sem hér er að finna í hrossum bárust til lands. Í ljósi þess hvernig herpesveirur viðhaldast í stofnum með dulsýkingum má ætla að allar veirugerðirnar hafa borist með hrossum sem voru flutt inn til Íslands í upphafi byggðar.
Núverandi rannsóknir beinast að því að setja upp ýmsar aðferðir til greininga á sýkingum með veirum auk þess að skoða faraldursfræði veiranna, sýkingaferla og ónæmisviðbrögð. 
Verkefnið er styrkt af Rannsóknasjóði Rannís, Rannsóknasjóði Háskóla Íslands, Stofnverndarsjóði íslenska hestsins, Þróunarfjárnefnd hrossaræktarinnar og Framleiðnisjóði landbúnaðarins.
--------
 
Rannsóknir á riðu í sauðfé
Starfslið: Stefanía Þorgeirsdóttir, Ásthildur Erlingsdóttir, Ásrún María Óttarsdóttir og Ástríður Pálsdóttir. 
Samstarf: Matvælastofnun.
Upphaf: 1995.
 
Sauðfjárriða flokkast undir príonsjúkdóma, ásamt kúariðu og skyldum sjúkdómum í minkum og hjartardýrum, en sambærilegir sjúkdómar finnast einnig í mönnum. Þessir sjúkdómar draga nafn sitt af príonpróteini, sem finnst á eðlilegu formi í öllum spendýrum en á umbreyttu formi getur það orðið smitandi og þolið gagnvart niðurbroti. Keðjuverkun veldur uppsöfnun á óeðlilegu príonpróteini í heila, þar sem sjúkdómseinkenni koma fram, enda sjúkdómurinn einnig nefndur smitandi heilahrörnun. 
Riða hefur verið þekkt á Íslandi í bráðum 140 ár, en frá 1978 hefur skipulega verið barist gegn henni, fyrst með niðurskurði á fé og síðar sótthreinsun útihúsa. Nær ómögulegt virðist að útrýma sjúkdómnum en tilfellum hefur fækkað mikið frá því sem mest var, en undanfarið hafa greinst örfá tilfelli á ári. Einhver ár hefur eingöngu greinst Nor98 riða; óhefðbundið afbrigði riðu, sem margt bendir til að sé sjálfsprottinn sjúkdómur án utanaðkomandi smits. Þekktir áhættuþættir riðu virðast ekki eiga við og frá 2012 hefur fé ekki verið skorið niður ef Nor98 tilfelli greinist eins og gert er í tilfellum hefðbundinnar riðu. 
Náttúrulegur breytileiki í príongeninu er mikilvægur fyrir næmi kinda fyrir riðu. Mismunandi samsætur í táknum 136, 154 og 171 tengjast áhættu (VRQ) og vernd (AHQ) fyrir hefðbundinni riðu í íslensku fé en áhætta tengd erfðum snýst hins vegar við hjá Nor98 í samanburði við hefðbundna riðu. Árið 1995 hófum við að rannsaka samband arfgerða príongensins við riðusmit í sauðfé en núverandi verkefni felur í sér vöktun á arfgerðum príongensins í kindum sem greinast með riðu, en auk jákvæðra kinda eru prófaðar til samanburðar einkennalausar kindur frá riðubæjum. Árið 2016 voru greindar arfgerðir í sýnum frá fjórum bæjum þar sem riða hafði greinst árið áður. Um var að ræða þrjú hefðbundin riðutilfelli og eitt Nor98. Hefðbundnu riðutilfellin, þau fyrstu síðan 2010, greindust öll á Norðurlandi, þar sem riða hefur lengi verið landlæg, en Nor98 tilfellið greindist á Austfjörðum. Eftir niðurskurð voru 112 sýni prófuð til viðbótar og reyndust 24 þeirra vera jákvæð. Fyrsta hefðbundna tilfellið greindist í sláturhúsafé en það var með hlutlausa arfgerð sem og jákvæðu sýnin úr þeirri hjörð. Hin hefðbundnu riðutilfellin tvö greindust út frá einkennum og þau reyndust bera áhættuarfgerð fyrir hefðbundna riðu og einnig mörg jákvæðu niðurskurðarsýnin. Nor98 tilfellið bar áhættuarfgerð fyrir þá gerð riðu, en sú arfgerð er talin verndandi gagnvart hefðbundinni riðu. Almennt má segja að við skoðun riðuhjarðanna sást að nokkuð hátt hlutfall var riðujákvæður og arfgerðir jákvæðra sýna voru flest af áhættuarfgerð fyrir viðkomandi gerð riðu.
--------
 
Sumarexem í hrossum: Þróun ónæmismeðferðar
Starfslið: Sigurbjörg Þorsteinsdóttir, Vilhjálmur Svansson, Sigríður Jónsdóttir, Lilja Þorsteinsdóttir, Sæmundur Bjarni Kristínarson, Juliette Depreaux, Ólöf Sigurðardóttir og Einar Jörundsson. 
Samstarf: Eliane Marti, Dýrasjúkdómadeild Háskólans í Bern, Sviss; Bettina Wagner Dýrasjúkdómadeild Háskólans í Cornell, Íþöku, USA; Sigríður Björnsdóttir Matvælastofnun; Einar Mäntylä, Jón Már Björnsson og Arna Rúnarsdóttir ORF Líftækni; Sveinn Steinarsson formaður Félags Hrossabænda.
Upphaf: 2000.
 
Sumarexemverkefnið er samvinnuverkefni milli Keldna og Dýrasjúkdóma-deildar háskólans í Bern í Sviss og er markmið þess þríþætt: I. Finna og greina próteinin sem valda ofnæminu. II. Rannsaka ónæmissvarið og feril sjúkdómsins. III. Þróa ónæmismeðferð, bólusetningu eða afnæmingu. Liður III er einnig í samstarfi við Bettinu Wagner Dýrasjúkdómadeild Háskólans í Cornell, Íþöku,  Nánar um verkefnið, tildrög, fræðilegan bakgrunn, útskrifaða nema og birtar greinar má finna á heimasíðu Keldna 
Undir lið III, Þróun ónæmismeðferðar er unnið eftir þremur leiðum: 1) Bólusetja/afnæma með hreinum ofnæmisvökum í Th1 stýrandi ónæmisglæði. 2) Bólusetja/afnæma með genum ofnæmisvaka á veiruferju, sjá kafla um gammaherpesveirur í hestum. 3) Bólusetja/afnæma um slímhúð munns með byggi sem tjáir ofnæmisvaka. 1) og 3) eru doktorsverkefni Sigríðar Jónsdóttur og 2) doktorsverkefni Lilju Þorsteinsdóttur. 
Gerðar hafa verið tvær bólusetningartilraunir undir lið 1). Bólusett var með fjórum ofnæmisvökum án ónæmisglæðis og bornir saman glæðar (IC31, Alum og Alum/MPLA), einnig voru bornar saman sprautunaraðferðir í húð og í eitla. Gerð voru ónæmis- og ofnæmispróf til að meta svörun. Hestarnir fengu ekki aukaverkanir af glæðunum og mun betri ónæmisvörun fékkst með glæðum en án þeirra. Þeir glæðar sem prófaðir voru virkjuðu öflugt ónæmissvar en orsökuðu ekki ofnæmisviðbrögð. Sérvirk mótefni sem hestarnir mynduð við bólusetningar í eitla með ofnæmisvökum í glæðum gátu hindrað bindingu IgE úr ofnæmishestum við viðeigandi ofnæmivaka. Sprautun í eitla gaf eilítið sterkari svörun en í húð. Á grundvelli framangreindra niðurstaðna er stefnt á að gera eina bólusetningartilraun með Alum/MPLA til staðfestingar og síðan áskorunartilraun. Greinar um bólusetningatilraunirnar eru birtar í Veterinary Immunology Immunopathology (Jonsdottir et al. 2015 og 2016) 
Þróuð hefur verið aðferð til að meðhöndla hesta um munn með byggi sem tjáir ofnæmisvaka. Aðferðin var prófuð á heilbrigðum hestum með byggi sem tjáir Cul n 2 ofnæmisvakann. Hestarnir mynduðu sérvirkt mótefnasvar í sermi og munnvatni í kjölfar meðferðarinnar. Mótefnin sem mynduðust gátu að hluta til hindrað bindingu IgE úr ofnæmishestum við Cul n 2. Niðurstöðurnar eru birtar í Equine Veterinary Journal (Jónsdóttir et al. 2016). Í tengslun við önnur samstarfsverkefni við Dýrasjúkdómadeild Cornell Háskóla hefur verið komið upp hópi íslenskra tilraunahesta við skólann. Sum þessara hrossa eru komin með sumarexem, þau eru kjörin til þess að prófa meðhöndlun og hafin er afnæming með byggi sem tjáir einn ofnæmisvaka þar sem fyrstu niðurstöður lofa góðu.
Unnið er að magnframleiðslu og hreinsun á völdum ofnæmisvökum úr skordýrafrumum Vakarnir verða notaðir til að kortleggja ofnæmissvörun sumarexemshesta með örflögum svo hægt sé að ákvarða aðalofnæmisvaka fyrir bólusetningar og til að prófa sumarexemshesta sem á að afnæma. Einnig er verið að bera saman mismunandi tjáningarkerfi fyrir ofnæmisvaka til notkunar í ónæmisprófum. Sæmundur Bjarni Kristínarsonar hóf meistaranám í september 2015 við þennan þátt verkefnisins. 
Verkefnið er styrkt af Rannís, Eimskipafélagssjóði Háskóla Íslands, Framleiðnisjóði landbúnaðarins, Rannsóknasjóði Háskóla Íslands og Þróunarfjárframlagi hrossaræktarinnar.
--------
 
Sumarexem í hrossum: Áhrif móður á þróun sumarexems hjá afkvæmi
Starfslið: Dr. Bettina Wagner prófessor við Dýrasjúkdómadeild Cornell háskóla Íþöku, Bandaríkjunum, stýrir þessu verkefni sem unnið er í samstarfi við Keldur og Matvælastofnun.
Upphaf: 2010.
 
Tíðni sumarexems er mun hærri í útfluttum hestum en íslenskum hestum fæddum erlendis. Umhverfisáhrif í móðurkviði og frumbernsku eru talin skipta sköpum fyrir hættuna á ofnæmi síðar á ævinni. Sumarexem í íslenskum hestum er kjörið til að bera saman dýr af sama erfðauppruna, útsett fyrir ofnæmisvökum á mismunandi þroskaskeiðum. 
Rannsaka átti hvort sérvirk mótefni í broddmjólk hryssna sem bitnar hafa verið af smámýi veiti folöldum þeirra vörn gegn sumarexemi. Bornir voru saman þrír hópar sem eru; 1) útsettir fyrir smámýi eftir að ónæmiskerfið er þroskað, 2) útsettir frá köstun án þess að fá smámýssérvirk mótefni með broddmjólk, 3) útsettir frá köstun en fá smámýssérvirk mótefni með broddmjólk. Kenningin um vörn frá móður stóðst ekki en niðurstöður benda til að hross sem útsett eru fyrir smámýi tveggja vetra séu í lítilli áhættu að fá sumarexem óháð útsetningu frá fæðingu. Mild einkenni sem sjást í eitt eða tvö sumur ætti ekki að greina sem sumarexem en gætu verið merki um ónæmisstjórnun. Sjá nánar um verkefnið á heimasíðu Keldna
 
------------
 
Þú ert að nota: brimir.rhi.hi.is