Analiza bioinformatică a interacțiunilor virusului variolei maimuțelor-celula gazdă

Analiza bioinformatică a interacțiunilor virusului variolei maimuțelor-celula gazdă

Deși infecția cu virusul variolei maimuței a fost găsită predominant în Africa de Vest și Centrală, acest virus ADN dublu catenar a fost raportat în multe țări din afara Africii începând cu mai 2022. Similar cu virusul variolei, virusul variolei maimuțelor aparține, de asemenea, familiei ortopoxvirusurilor și este mai puțin grav. Organizația Mondială a Sănătății a declarat recent focarul global de variolă a maimuțelor drept o urgență de sănătate publică de interes internațional.

Învăţa: O abordare bioinformatică pentru a analiza sistematic modelele moleculare ale interacțiunilor virusului variolei maimuței-celula gazdă. Credit imagine: Spotted Yeti / Shutterstock

fundal

Carte electronică Genetică și Genomică

Compilare a celor mai bune interviuri, articole și știri din ultimul an. Descărcați o copie astăzi

De obicei, simptomele bolii variolei maimuțelor durează aproximativ 2-4 săptămâni, cu o rată scăzută a mortalității de 3,6% în Africa de Vest și 10,6% în Bazinul Congo. Perioada de incubație a acestui virus este între 5 și 21 de zile, ceea ce nu este contagios. Pacienții infectați cu variola maimuțelor suferă de dureri de cap, oboseală, febră, dureri musculare și limfadenopatie. În decurs de trei zile de la infecție, erupțiile cutanate apar pe diferite părți ale corpului, cum ar fi fața, mâinile, picioarele, mucoasa bucală, conjunctiva, organele genitale și corneea.

Două căi principale de transmitere a bolii sunt transmiterea de la animal la om și de la om la om. Studii recente legate de focarul de variola a maimuței au raportat transmiterea de către BSM (bărbați care fac sex cu bărbați).

Majoritatea datelor disponibile bazate pe infecția cu variola maimuței sunt rapoarte de caz. Există foarte puține studii privind interacțiunile dintre virus și gazdă. Este important să înțelegem mecanismele de bază asociate cu interacțiunile variolei maimuțelor cu oamenii pentru a provoca infecții grave. Aceste informații ar putea ajuta la dezvoltarea unor tratamente eficiente pentru a vindeca și a preveni infecțiile cu variola maimuțelor.

Un studiu publicat recent despre bioRxiv * Serverul de preprint a raportat interacțiunea dintre variola maimuțelor și celulele umane. Secvențele moleculare au fost verificate pentru a identifica genele exprimate diferențial (DEG) și semnalizarea asociată, reglarea expresiei și căile metabolice. Aceste rezultate pot ajuta la determinarea unei ținte eficiente pentru tratamentul viitor al bolii variolei maimuțelor.

Despre studiu

Pentru a evalua efectele infecției cu variola maimuței asupra celulelor umane la nivel de transcriere, seturi de date de secvențiere moleculară, și anume GSE36854 și GSE11234, au fost obținute din baza de date Gene Expression Omnibus (GEO). Setul de date GSE36854 conținea opt mostre de tulpina virusului vaccinia IHD-W, tulpina de virus vaccinia Brighton Red, tulpina virusului variola maimuței MSF infectată cu celule Hela și o probă martor.

Setul de date GSE11234 s-a bazat pe GPL6763, care a inclus multe tipuri de poxvirus și informații despre șablonul genomului uman. Probele de celule Hela infectate cu variola de maimuță au fost analizate pentru a observa modificările genomice. Secvențele moleculare au fost procesate și vizualizate pentru a identifica genele exprimate în mod semnificativ unic

Rezultatele studiului

Au fost găsite un total de 84 de DEG, altele decât genele histonelor, care au fost utilizate pentru studii ulterioare. Interacțiunile virale se bazează în mare măsură pe genele timpurii pentru a infecta celulele gazdă și pentru a asigura supraviețuirea, replicarea și transmiterea acestora. Aceste gene sunt, de asemenea, asociate cu reglarea imunității gazdei. Prin urmare, a fost analizată starea expresiei genice a virusului variolei maimuțelor și au fost descoperite 26 de gene timpurii presupuse care codifică proteina repetitivă a anchirinei.

Când s-au comparat datele de secvențiere de la multe probe de variola de maimuță din epidemia din 2022 și gena D1L documentată din Regatul Unit în 2018, au fost observate mai multe mutații ale locului. Aceste mutații ar putea fi responsabile pentru o mai bună adaptare a gazdei umane și pentru o transmitere îmbunătățită de la om la om.

Modificările din interiorul corpului cauzate de stimuli externi ar putea fi examinate prin analiza căilor de semnalizare. S-a observat că DEG din celulele Hela infectate cu variola de maimuță sunt asociate cu căile de semnalizare KEGG, cum ar fi calea de semnalizare TNF, calea de semnalizare IL-17, calea de semnalizare NF-kappa B, interacțiunea citokină-receptor citokină, calea de semnalizare a receptorului de lectină de tip C, calea de semnalizare a receptorului de lectină de tip C, calea de semnalizare a receptorului de lectină de tip C, calea de semnalizare asociată cu sarcomul de tip NO17, virusul de diferențiere a virusului de tip sarcomul Herpes NO17. calea, cancerul pulmonar cu celule mici și infecția cu virusul leucemiei cu celule T umane. Această descoperire sugerează că infecția cu variola maimuțelor declanșează răspunsuri imune și provoacă un răspuns inflamator.

Analiza genetică a bolii (GD) a fost efectuată pentru a prezice relația dintre DEG-urile variolei maimuțelor și diferite boli. Această analiză a evidențiat asocierea infecției cu variola maimuțelor cu ciroza hepatică, leziunile de reperfuzie, neoplasmele mamare, inflamația, boala hipertensivă, artrita juvenilă și ischemia cerebrală. Rezultatele acestui studiu au fost în concordanță cu rapoartele anterioare care dezvăluiau complicații și sechele ale variolei maimuțelor. În plus, studiul actual a observat, de asemenea, o asociere între infecția cu variola a maimuței și manifestarea schizofreniei și a depresiei psihologice.

Rolul prostaglandinei endoperoxid sintazei 2 (PTGS2), cunoscut și sub denumirea de ciclooxigenază 2 (COX-2), nu a fost raportat în infecția cu variola maimuței. Cu toate acestea, pe baza dovezilor disponibile legate de alte boli, se credea că virusul variolei maimuțelor reglează procesul patologic prin controlul PTGS2.

Genele hub, cum ar fi IFIT1, IFIT2, IER3, ZC3H12A, IL11, EREG, IER2, FST, NFKBIE și AREG din celulele HELA infectate cu variola de maimuță au fost extrase. De obicei, genele hub sunt asociate cu diferite procese biologice. Autorii au identificat principalii factori de transcripție care reglează genele hub, adică h. IRF1, GLIS2, SIN3A, FOXJ2, Smad5, ZFX și ATF1, precum și miARN-uri (de exemplu, hsa-mir-21-3p, hsa-mir-16-5p, hsa-mir -520c-3p, hsa-mir -1343-3p, hsa-mir-21-3p și hsa-mir-21-3p-335-p).

Concluzii

Studiul actual a constatat că virusul variolei maimuțelor inhibă două gene antivirale, și anume IFIT1 și IFIT2. În plus, analiza bioinformatică prin baza de date CellMiner a arătat că AP-26113 (brigatinib) și itraconazolul sunt promițătoare pentru tratamentul infecțiilor cu variola maimuței.

*NOTA importanta

bioRxiv publică rapoarte științifice preliminare care nu au fost revizuite de colegi și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate concludente, să ghideze practica clinică/comportamentul de sănătate sau să fie tratate ca informații stabilite.

Referinţă:

• 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

.