EMBO Postdoctoral Fellowship voor Bernhard Kramer

Virussen zijn kleine infectieuze deeltjes die de cellen van ons lichaam binnendringen en ons ziek kunnen maken. Wanneer een virus een cel infecteert, kan het virus de machinerie van de cel kapen om zichzelf vele malen te kopiëren. Deze invasie kan de afweer van ons immuunsysteem activeren, maar virussen zijn meesters in het omzeilen van detectie. Eén manier waarop dit gebeurt is wanneer twee verschillende stammen van hetzelfde virus dezelfde cel infecteren. Tijdens dit proces kunnen de twee stammen delen van hun genetisch materiaal uitwisselen, waardoor nieuwe virusstammen met verschillende kenmerken ontstaan. Deze nieuwe stammen zijn soms besmettelijker en moeilijker om te detecteren en te bestrijden door het immuunsysteem. Ondanks het grote voordeel van het uitwisselen van genetisch materiaal voor de evolutie van een virus, maken virussen het elkaar moeilijk om met succes dezelfde cel te infecteren. Zodra één virus een cel heeft geïnfecteerd, wordt een infectie door een tweede virus actief geremd. Onderzoekers zijn nieuwsgierig naar het naast elkaar bestaan van deze gebeurtenissen; ze vragen zich af hoe enerzijds secundaire infecties worden geremd en anderzijds hoe twee virusstammen genen kunnen uitwisselen.

Elke beweging van de virussen observeren

De EMBO Fellowship biedt Kramer de mogelijkheid om deze paradox op te lossen door met behulp van microscopie te visualiseren wat er gebeurt als twee virussen dezelfde cel infecteren. Hij zal een bestaande microscopietechniek uitbreiden om gelijktijdige visualisatie van twee griepvirussen mogelijk te maken, vanaf het moment dat ze dezelfde cel binnendringen totdat ze nieuwe viruskopieën maken. Uit lopend onderzoek van de Tanenbaum-groep bleek dat de duur van elke stap van een virusinfectie per virus kan variëren. “Niet elke infectie kent dezelfde dynamiek. Eén virus komt bijvoorbeeld een cel binnen en vermenigvuldigt zijn genetisch materiaal snel, maar laat begint met het maken van nieuwe viruskopieën. Terwijl een ander virus een cel binnendringt en laat begint met zijn genetisch materiaal te vermenigvuldigen, maar snel nieuwe kopieën kan produceren”, legt Kramer uit. “Hoe sterk het eerste virus het tweede virus kan remmen, kan van deze dynamiek afhangen.” Door twee virussen bij elke stap van een virusinfectie te volgen, wil Kramer ontrafelen hoe de eerste infectie het succes van elke stap in de tweede infectie beïnvloedt.

Virussen volgen met barcodes

In het tweede deel van zijn project concentreert Kramer zich op welke infectiedynamiek twee virussen in staat stelt delen van hun genetisch materiaal uit te wisselen en welk type nieuwe stammen daaruit voortkomen. Om deze vragen te beantwoorden gaat hij een assay ontwikkelen waarmee de nieuwe virusstammen kunnen worden herleid tot de cel waarin ze zijn geproduceerd. Kramer: “Met deze barcodetest kunnen we bepalen welk specifiek type infectiedynamiek leidt tot zeer virulente varianten en welke leidt tot langzame of luie varianten die niet erg efficiënt zijn in het infecteren van cellen.” Dit project moet meer inzicht geven in wat er gebeurt als twee influenza stammen dezelfde cel infecteren. Begrijpen hoe virussen evolueren door het uitwisselen van genetisch materiaal is cruciaal voor het ontwikkelen van behandelingen en vaccins om infectieziekten zoals griep te bestrijden.

Over het EMBO Postdoctoral Fellowship

EMBO kent postdoctorale beurzen toe aan excellente postdoctorale onderzoekers in heel Europa en de wereld. De Fellowship ondersteunt de onderzoeker voor een periode van maximaal twee jaar. “In zekere zin biedt de Fellowship intellectuele vrijheid en de erkenning dat een specifiek idee de moeite waard is om na te streven”, zegt Kramer.