Anna Överby Wernstedt leder en grupp på 6–8 personer sedan 2011. Hon berättar att det senaste stora utbrottet av flaviviruset, zika, skedde 2016 och drabbade Sydamerika.
WHO har under de senaste elva åren utlyst globalt nödläge sex gånger – alla gånger har det gällt farliga virus. Nu senast i samband med spridningen av coronaviruset. WHO har även listat tolv sjukdomar vars forskning bör prioriteras eftersom de kan leda till epidemier som det inte finns något eller tillräckligt bra bot mot. Bakom dem ligger sex virusgrupper. Forskarna i Umeå forskar på fem av dem. Det handlar bland annat om ebola, Rift valley fever, hantavirus och TBE.
Norran träffade några arbetsgrupper vid Institutionen för mikrobiologi för att få reda på vad de gör och hur deras forskning kan användas för att bekämpa farliga sjukdomar.
Universitetslektor Anna Överby Wernstedts grupp fokuserar på flavivirus. Det är mygg- och fästingsburna virus, såsom zika, West Nile och TBE. Hon visar på en karta att denna virusgrupp i princip är spridd över hela världen.
– Dessa virus kan orsaka svår sjukdom och det saknas botemedel.
Det innebär också att man måste arbeta med dem i högsäkerhetslaboratorier. Då krävs både träning och flera lager av skyddsutrustning. Umeå har ett P 3-laboratorium, vilket är näst högsta säkerhetsklass. För exempelvis ebola krävs P 4. Det finns bara ett i Norden – vid Folkhälsomyndigheten.
I Annas grupp har de ett stort projekt som går ut på att förstå hur kroppen försvarar sig mot dessa flavivirus. Många virus i gruppen går ofta in i hjärnan och skapar farlig hjärninflammation.
– Vi studerar hur celltyper i hjärnan försvarar sig mot virusinfektion, vilka regioner i hjärnan som påverkas och hur virus tar sig dit.
Den virusforskning som ligger henne närmast hjärtat rör TBE – en sjukdom som ökat de senaste åren och som sprids av fästingar.
– Det finns inte TBE lokalt men i Finland finns det ända upp till norra delen av landet.
Forskningen handlar bland annat om att jämföra ytan på olika virusstammar – de som ger lättare sjukdom och svårare sjukdom – för att förstå skillnaden. Virus använder nämligen ytproteiner för att docka vid delar av cellmembranet och ta sig in i dem. Dessa ”nycklar och hänglås” kan se olika ut.
– Om vi kan identifiera en receptor som öppnar låset för viruset in i cellen så kan vi kanske ta fram en medicin för att stoppa processen.
Ett annat spår handlar om att förstå hur viruset programmerar om mänskliga celler så att de börjar göra virusfabriker. Hon visar en mikroskopbild på datorn där man tydligt kan se runda virusfabriker inne i en cell och en ”påse” med tre färdiga virus, färdiga att släppas ut i kroppen.
– Vi kollar på vilka cellulära proteiner viruset använder för att starta fabriker och hur vi i så fall kan påverka det.
Universitetslektorn Marta Bally har mest forskat på herpesvirus och Mattias Forsell studerar hur immunförsvaret bekämpar virus, vilket innebär att han arbetar mycket med antikroppar.
Till hjälp har de en helt ny och revolutionerande metod. Forskningen utförs delvis på mushjärnor. Infekterade hjärnor görs först transparenta. När de sedan behandlas med antikroppar med reagens kan de se var i hjärnan virus samlas. De lyser upp i en viss färg.
De avbildar även processerna på molekylär nivå med hjälp av mikroskop för att se hur virus beter sig.
Virus som de forskar på tar de i första hand fram själva.
– Det kan vara från fästingar eller så förökar vi virus vi har själva. Det finns mycket restriktioner kring att skicka virus.
Tanken med forskningen är att den ska leda till antivirala läkemedel.
Via ett mikroskop kopplat till en dator kan forskarna studera hur virus rör sig på ytan av mänskliga celler.
Marta Bally forskar framför allt på herpesvirus, som vanligtvis inte är farligt men som ibland kan infektera hjärnan. Hon arbetar även med ett riktigt farligt virus – ebola. Tanken är att se om det finns likheter mellan virustypernas sätt att bete sig när de försöker ta sig in i celler.
– Båda använder vissa sockerarter på cellen för att få fäste och mekanismer kan vara likadana.
Även här tar forskarna visualisering till hjälp. Marta Bally tar mig med till ett rum med ett stort mikroskop. På en datorskärm syns något som mest liknar en stjärnhimmel. Hon förklarar att alla stjärnor är virus. De är markerade så man kan se hur de rör sig över ytan på cellerna de försöker infektera, hur lång tid detta tar, hur ofta de binder och lossnar innan de tar sig in. I en filmad sekvens ser vi hur virus rör sig över ytan.
– Där är en cell, säger hon och pekar på ett område där flera virus rör sig runt något.
Genom att markera virus kan de även följa deras rutt och de klockar även virusens beteende.
– Vi vet vilka molekyler som är involverade i processen men inte hur de samverkar på cellens yta. Om vi vet det kan vi skapa antivirala läkemedel. Vi testar att använda olika molekyler på cellens yta för att se vad som hindrar viruset att infektera cellen.
Hon tillägger.
– Det är fascinerande hur komplicerade biologiska processer är. Om du vill designa ett läkemedel måste du förstå processerna i detalj.
Magnus Evanders grupp utför mycket av sin forskning på virus från Afrika.
Professor Magnus Evanders grupp jobbar med zoonotiska virus. Det vill säga virus som smittar mellan djur och människor. De studerar bland annat den myggburna Rift Valley fever som orsakar stora utbrott med jämna mellanrum, främst i Afrika men som även spridit sig till arabiska halvön.
– Det finns potential att den sprids över hela världen. Många olika typer av myggor är involverade. Vi kollar på vilka myggor här i Sverige som skulle kunna sprida det i samarbete med myggexperter. De myggor som sprider ”Rift” har släktingar här.
Rift Valley viruset infekterar tamdjur, såsom kor, får och getter och som sagt även människor. Dödligheten beräknas vara kring en procent men Umeågruppen har visat i en studie i Sudan att risken för missfall hos människor ökar. Utöver det skapar det problem för lantbrukare med bland annat hög dödlighet bland nyfödda djur och även ”abortstormar”.
– Det kan påverka ekonomin jättemycket. Om detta kommer till Europa skulle det kunna innebära enorma kostnader, säger han.
Forskarna i Umeå försöker ta reda på hur virus infekterar moderkakan. Förhoppningen är att kunna bidra till att hitta antivirala läkemedel som kan slå brett mot olika virus som orsakar pandemier. Precis som Martas grupp testar de olika molekyler som kemister tagit fram ser de om de har effekt på viruset, exempelvis blockerar låset i cellerna. De har även studerat hur myggvirus sprids genom att följa kornas vandringar i landskapet i Kenya för att se var de blev smittade.
I ett nytt projekt i Afrika tittar de på ett annat myggvirus som skulle kunna leda till en pandemi. Det heter O'nyong' nyong och liknar Ockelbosjukan, som orsakat utbrott i Sverige med bland annat svår ledvärk som symtom och vars förekomst ökat i befolkningen i norra Sverige med flera procent sedan 1980-talet.
”Före coronapandemin var det ingen forskargrupp i Sverige som forskade kring coronavirus”, säger Niklas Arnberg. Nu är det många som arbetar för att ta reda på mer om viruset.
Men ibland kan lösningen till botemedel också ligga i att studera ganska ofarliga virus. Professor Niklas Arnbergs forskning handlar om några av våra vanligaste virussjuksdomar, som drabbar ögon, mage/tarm och luftvägar – så kallade ”vabruarivirus”.
Det handlar om två grupper av virus, adenovirus och picornavirus. Sammanlagt finns det hundratals av dem. Även om dessa sjukdomar förmodas vara vanliga så har forskarna svårt att få en uppfattning om hur vanliga de är då det inte provtas. Läkare kan skriva ut antibiotika om man har en bakterieorsakad infektion, men när det gäller förkylnings- och magvirus skickas man ofta hem utan åtgärd. Prover tas sällan, vilket gör det svårt att veta vilka virus som cirkulerar och i vilken omfattning.
– Dessa virus är inte jättefarliga om vi är friska i övrig, men de utgör en börda för sjukvården och kostar stora pengar för samhället. Vi skulle behöva vara fler som forskade om detta.
Vissa virus kan användas för att få fram vaccin mot andra virus – genom att klippa och klistra i arvsmassan. Genom att ta bort arvsmassa som gör att viruset förökar sig kan man istället stoppa in ofarliga delar av arvsmassa – från exempelvis coronaviruset. Immunceller kan då fånga upp exempelvis ytprotein från viruset och presentera dem för resten av immunförsvaret, som då kan rikta in sig på viruset och på så sätt skapas immunitet.
– Vi försöker bland annat förstå hur adenovirus tar sig in i den typ av celler hos oss som producerar coronavirusets ytprotein. Vi har förstått att adenovirus är effektiva som vaccinverktyg och det är därför vi fokuserar på den här forskningen.
I samband med den pågående pandemin har de också letat efter möjliga läkemedelskandidater mot coronaviruset. Ett ytprotein på ett adenovirus, som orsakar ögoninfektion, binder till en viss kolhydrat på celler. Preliminära data visar att även coronavirusets ”spike” – de utskott som finns på dem – kan binda till liknande kolhydrater.
– Kunskapen kan användas till att utveckla kolhydratbaserade bindningshämmare. Vi samarbetar med kemister och strukturbiologer för att maximera den antivirala effekten hos kolhydrater.
De mäter bland annat hur stark bindningen är och om kolhydraten förhindrar att viruset infekterar cellerna. De använder bland annat biopsier från luftvägsceller för att se vilka celler i lungorna som blir infekterade och om kolhydratmolekylerna hindrar viruset att infektera dem.
– Om de gör det är nästa steg att testa detta på människor. Det krävs förstås etiska tillstånd, engagemang via läkemedelsföretag och kliniska prövningar.
Enligt Niklas Arnberg har de i dag några kandidater som binder till coronavirusets spike-protein.
– Om någon månad vet vi om molekylerna har effekt på infektionen. Det tar kemisterna ett par månader till för att optimera molekylerna och så måste de nya molekylerna testas igen. Det tar ytterligare ett par månader. Ser det bra ut då börjar man förbereda kliniska prövningar.
Han beskriver att läkemedlet i så fall skulle kunna användas genom inhalation och att det förmodligen blir en kroppsegen substans.
Med tanke på att människan breder ut sig mer och alltmer kommer i kontakt med vilda djur, som även säljs på marknader under dåliga förhållanden, finns en oro för fler pandemier.
Niklas Arnberg varnar för paramyxovirus. Den mycket smittosamma mässlingen samt påssjukan är exempel. Här ingår även nipah- och hendravirus – som är farligare än ebola – och kommer från fladdermöss. Utbrott har skett i Sydostasien och Australien med en dödlighet på 80 till 90 procent. Mot dessa virus finns inga läkemedel eller vaccin, annat än mot mässling och påssjuka. Han tänker sig att ett läkemedel som kan slå mot flera virustyper vore det bästa.
– I dag finns det bara antivirala läkemedel mot hiv, hepatit b och c, herpes och influensa. Det finns 22 familjer av virus och varje familje rymmer från enstaka till flera hudnra olika virus. Hade vi exempelvis haft läkemedel mot andra förkylningscoronavirus hade vi kanske också haft något mot Sars-CoV-2.
Universitetslektorn Marta Bally har mest forskat på herpesvirus och Mattias Forsell studerar hur immunförsvaret bekämpar virus, vilket innebär att han arbetar mycket med antikroppar.
Tills vidare får vi därför i många fall hålla till godo med vårt egen immunförsvar. Det är Mattias Forsells expertområde efter att ha jobbat 15 år med hiv-viruset.
Han förklarar att den del av immunförsvaret som består av B-celler coh som tillverkar målsökande antikroppar när de träffar på virusdelar – framför allt i lymforgan. Just hur B-cellerna aktiveras har han tittat mycket på och det kan vara nyttig kunskap när man ska hantera nya farliga virus, såsom coronaviruset. Kunskapen bidrog bland annat till att de snabbt kunde utveckla ett antikroppstest i Umeå.
– Annat som kan vara intressant att titta på är vilka nivåer av antikroppar som krävs för att bekämpa virusinfektionen och hur man kopierar de bästa antikropparna för att ge som behandling till personer som är sjuka.
Han berättar att de prövat det på bland annat hantaviruset som ger sorkfeber.
– Vi vet nu att vi kan skydda sorkar mot sorkpest och att det skulle vara en potentiell behandling mot sjukdomen och även mot andra hantavirus i Nord- och Sydamerika som har 40 procents dödlighet. Det är en lovande metod för att undvika att patienterna dör.
Vi har även ett medfött immunförsvar – en naturlig immunitet som kan påverka om man ens blir sjuk av coronaviruset. Sedan finns T-celler som dödar virusinfekterade celler.
– Man kan se att en ganska hög frekvens av blodgivare har T-celler som regerar med det nya coronaviruset, trots att de inte varit infekterade. Därmed kan de ha ett visst skydd.
Det har även publicerats studier om antikroppar mot coronaviruset.
– Troligen testas de snart som behandlingsmetod även i patienter. Den medicinska forskningen utvecklas otroligt fort nu. När det kommer ett nytt virus kan många applicera sin grundexpertis på detta och bidra, precis som vi har gjort. Jag tycker att när man ser konsekvenserna av pandemin borde man satsa mer på vetenskapen och att upprätthålla grundforskningen på en högre nivå.