Ahvirõugete viiruse ja peremeesraku interaktsioonide bioinformaatiline analüüs

Ahvirõugete viiruse ja peremeesraku interaktsioonide bioinformaatiline analüüs

Kuigi ahvirõugete viirusnakkus on valdavalt leitud Lääne- ja Kesk-Aafrikast, on seda kaheahelalist DNA viirust registreeritud paljudes riikides väljaspool Aafrikat alates 2022. aasta maikuust. Sarnaselt rõugeviirusega kuulub ka ahvirõugete viirus ortopoksviiruse perekonda ja on vähem tõsine. Maailma Terviseorganisatsioon kuulutas hiljuti ülemaailmse ahvirõugete puhangu rahvusvahelist muret tekitavaks rahvatervise hädaolukorraks.

Õppige: Bioinformaatika lähenemisviis ahvirõugete viiruse ja peremeesraku interaktsioonide molekulaarsete mustrite süstemaatiliseks analüüsimiseks. Pildi krediit: Spotted Yeti / Shutterstock

taustal

Geneetika ja genoomika e-raamat

Eelmise aasta tippintervjuude, artiklite ja uudiste koostamine. Laadige koopia alla juba täna

Tavaliselt kestavad ahvirõugete haiguse sümptomid umbes 2–4 nädalat ning madal suremus on Lääne-Aafrikas 3,6% ja Kongo basseinis 10,6%. Selle viiruse peiteaeg on 5–21 päeva, mis ei ole nakkav. Ahvirõugetega nakatunud patsiendid kogevad peavalu, väsimust, palavikku, lihaste valulikkust ja lümfadenopaatiat. Kolme päeva jooksul pärast nakatumist tekivad nahalööbed erinevatele kehaosadele nagu nägu, käed, jalad, suu limaskesta, sidekesta, suguelundite ja sarvkesta.

Kaks peamist haiguste leviku teed on loomalt inimesele ja inimeselt inimesele. Hiljutised ahvipuhanguga seotud uuringud on teatanud, et see levib MSM-i (meestega seksivad mehed) kaudu.

Enamik kättesaadavatest andmetest, mis põhinevad ahvrõugete nakatumise kohta, on juhtumite aruanded. Viiruse ja peremeesorganismi koostoimete kohta on tehtud väga vähe uuringuid. Oluline on mõista mehhanisme, mis on seotud ahvirõugete koostoimetega inimestega, et põhjustada tõsiseid infektsioone. See teave võib aidata välja töötada tõhusaid ravimeetodeid ahvrõugete infektsioonide raviks ja ennetamiseks.

Hiljuti avaldatud uuring selle kohta bioRxiv * Preprintserver teatas ahvirõugete ja inimese rakkude vahelisest koostoimest. Molekulaarseid järjestusi skriiniti, et tuvastada erinevalt ekspresseeritud geenid (DEG) ja nendega seotud signaalimine, ekspressiooniregulatsioon ja metaboolsed rajad. Need tulemused võivad aidata määrata tõhusa sihtmärgi ahvirõugete haiguse edasiseks raviks.

Õppimisest

Ahvirõugete nakatumise mõju hindamiseks inimese rakkudele transkripti tasemel saadi Gene Expression Omnibus (GEO) andmebaasist molekulaarse järjestuse andmestikud, nimelt GSE36854 ja GSE11234. Andmekogum GSE36854 sisaldas kaheksa proovi vaktsiiniaviiruse tüvest IHD-W, vaktsiiniaviiruse tüvest Brighton Red, Hela rakkudega nakatunud ahvirõugeviiruse tüvest MSF ja ühte tühja proovi.

GSE11234 andmestik põhines GPL6763-l, mis sisaldas mitut tüüpi poksviiruse ja inimese genoomi malliteavet. Ahvirõugetega nakatunud Hela rakuproove analüüsiti genoomsete muutuste jälgimiseks. Molekulaarseid järjestusi töödeldi ja visualiseeriti, et tuvastada oluliselt unikaalselt ekspresseeritud geene

Uuringu tulemused

Kokku leiti 84 DEG-d peale histooni geenide, mida kasutati edasistes uuringutes. Viiruslikud interaktsioonid sõltuvad suuresti varastest geenidest, et nakatada peremeesrakke ja tagada nende ellujäämine, replikatsioon ja edasikandumine. Neid geene seostatakse ka peremeesorganismi immuunsuse reguleerimisega. Seetõttu analüüsiti ahvirõugete viiruse geeniekspressiooni staatust ja avastati 26 oletatavat varajast geeni, mis kodeerivad ankyriini kordusvalku.

Kui võrrelda sekveneerimisandmeid paljudest 2022. aasta epideemiast pärit ahvirõugete proovidest ja Ühendkuningriigist 2018. aastal dokumenteeritud D1L geenist, täheldati mitmeid saidi mutatsioone. Need mutatsioonid võivad olla vastutavad parema kohanemise eest inimese peremeesorganismis ja parema inimeselt inimesele ülekandumise eest.

Väliste stiimulite poolt põhjustatud muutusi kehas saab uurida signaaliradade analüüsiga. Täheldati, et ahvirõugetega nakatunud Hela rakkudest pärinevad DEG-d olid seotud KEGG signaaliradadega, nagu TNF signaalirada, IL-17 signaalirada, NF-kappa B signaalirada, tsütokiini ja tsütokiini retseptori interaktsioon, C-tüüpi lektiini retseptori signaalirada, Kaposi sarkoomi retseptori signaalirada, Kaposi sarkoomi retseptoriga seotud signaalirada, erinev herpesviirus7 infektsioon, Th1-seotud NO7-raku signaalirada väikerakuline kopsuvähk ja inimese T-rakulise leukeemia viiruse infektsioon. See leid viitab sellele, et ahvirõugete infektsioon käivitab immuunvastused ja põhjustab põletikulist reaktsiooni.

Geneetilise haiguse analüüs (GD) viidi läbi, et ennustada seost ahvirõugete DEG-de ja erinevate haiguste vahel. See analüüs näitas ahvirõugete infektsiooni seost maksatsirroosi, reperfusioonikahjustuse, rinnanäärme kasvajate, põletiku, hüpertensiivse haiguse, juveniilse artriidi ja ajuisheemiaga. Selle uuringu tulemused olid kooskõlas varasemate aruannetega, mis näitasid ahvirõugete tüsistusi ja tagajärgi. Lisaks täheldati käesolevas uuringus seost ahvirõugete infektsiooni ning skisofreenia ja psühholoogilise depressiooni ilmingute vahel.

Prostaglandiini endoperoksiidsüntaas 2 (PTGS2), tuntud ka kui tsüklooksügenaas 2 (COX-2), rollist ahvirõugete infektsiooni korral ei ole teatatud. Teiste haigustega seotud olemasolevate tõendite põhjal arvati, et ahvirõugeviirus reguleerib patoloogilist protsessi, kontrollides PTGS2.

Ahvirõugetega nakatunud HELA rakkudest ekstraheeriti rummu geenid, nagu IFIT1, IFIT2, IER3, ZC3H12A, IL11, EREG, IER2, FST, NFKBIE ja AREG. Tavaliselt on rummu geenid seotud erinevate bioloogiliste protsessidega. Autorid tuvastasid peamised transkriptsioonifaktorid, mis reguleerivad rummu geene, st h. IRF1, GLIS2, SIN3A, FOXJ2, Smad5, ZFX ja ATF1, samuti miRNA-d (nt hsa-mir-21-3p, hsa-mir-16-5p, hsa-mir -520c-3p, hsa-mir -1343-3p, hsa-mir-1343-3p, hsa-mir-5p- -203-3p).

Järeldused

Praeguses uuringus leiti, et ahvirõugete viirus pärsib kahte viirusevastast geeni, nimelt IFIT1 ja IFIT2. Lisaks näitas CellMineri andmebaasi kaudu tehtud bioinformaatika analüüs, et AP-26113 (brigatiniib) ja itrakonasool on paljulubavad ahvrõugete infektsioonide ravis.

*Oluline MÄRKUS

bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja seetõttu ei tohiks neid pidada veenvateks, juhinduda kliinilisest praktikast/tervisekäitumisest ega käsitleda väljakujunenud teabena.

Viide:

• Tang, Z. et al. (2022) Ein bioinformatischer Ansatz zur systematischen Analyse der molekularen Muster von Interaktionen zwischen Affenpockenvirus und Wirtszelle. bioRxiv 2022.10.12.511850; doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.12.511850, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.12.511850v1

.