A sertés akut hasmenés szindróma koronavírusa autofágia kiváltásával elősegíti a replikációt

A sertés akut hasmenés szindróma koronavírusa autofágia kiváltásával elősegíti a replikációt

Egy friss iScience A tanulmány kimutatta, hogy a sertés akut hasmenés szindróma koronavírusa (SADS-CoV) elősegíti az autofágiát, hogy fenntartsa replikációját a gazdasejtekben. Pontosabban, a vírus leszabályozza a rapamicin (mTOR) jelátviteli útvonal AKT/emlős célpontját, hogy kiváltsa az autofágiát.

Tanulmány: Az akut sertés hasmenés szindróma koronavírus autofágiát indukál, hogy elősegítse replikációját az Akt/mTOR útvonalon keresztül.A kép forrása: Kateryna Kon / Shutterstock.com

háttér

A SADS-CoV egy burkos, egyszálú, pozitív érzékű ribonukleinsav vírus (RNS vírus), amely a Coronaviridae családba tartozik. Ugyanezen víruscsalád további erősen patogenitású tagjai közé tartozik a súlyos akut légúti szindróma koronavírus (SARS-CoV), a közel-keleti légúti szindróma koronavírusa (MERS-CoV), és újabban a SARS-CoV-2.

A SADS-CoV egy denevérekből származó zoonózisos koronavírus, amelyet a közelmúltban, 2017-ben fedeztek fel. A vírus potenciálisan fajok között átvihető, és számos sertésből, patkányból, majmból és emberből származó sejtet megfertőzhet. Ez rávilágít a gazda-kórokozó kölcsönhatások megértésének szükségességére a lehetséges vírusellenes terápiák azonosítása érdekében.

Az autofágia fontos gazdavédelmi mechanizmus a behatoló vírusok ellen. Ez a folyamat segít elpusztítani és eliminálni a víruskomponenseket a lizoszómális lebomlási útvonalon keresztül. Egyes vírusokról azonban, például a Zika-vírusról, a humán papillomavírusról (HPV) és a 2-es típusú herpes simplex vírusról azt találták, hogy blokkolják a gazdaszervezet autofágiáját a replikáció és a túlélés elősegítése érdekében.

A jelenlegi tanulmányban a tudósok a SADS-CoV fertőzés és az autofágia szabályozása közötti kapcsolatot vizsgálják.

A SADS-CoV fertőzés hatása az autofágiára

A majmokból és sertésekből származó sejteket SADS-CoV-2-vel fertőztük, és különböző időpontokban autofágiaanalízisnek vetettük alá. Az autofágia modulációját az LC3-II létfontosságú autofagoszóma marker expressziójának becslésével értékeltük.

A SADS-CoV fertőzésről azt találták, hogy a fertőzés után minden vizsgált időpontban LC3-II expressziót indukált. A legmagasabb expressziót 24 és 36 óra elteltével figyeltük meg, sejttípustól függően. Ezenkívül a mikroszkópos elemzés megerősítette az autofagoszómák felhalmozódását a SADS-CoV fertőzés hatására.

Annak megállapítására, hogy egy replikációra inkompetens vírus kiválthatja-e az autofágiát, a SADS-CoV-t először ultraibolya (UV) sugárzással inaktiválták, majd sejtek megfertőzésére használták. Ez a kísérlet feltárta, hogy a SADS-CoV-nak fenn kell tartania replikációját a gazdasejtekben az autofágia folyamat stimulálásához.

Az autofágia SADS-CoV replikációra gyakorolt ​​hatását rapamicin és 3-metil-amin, az autofágia ismert indukáló és inhibitora segítségével értékelték. Míg azt találták, hogy a rapamicin autofágiát és vírusreplikációt is indukál a gazdasejtekben, ellentétes hatást figyeltek meg a 3-metilademinnal kezelt sejtekben.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a SADS-CoV autofágiát indukál, hogy megkönnyítse a replikációját a gazdasejtekben a fertőzés során.

A SADS-CoV által kiváltott autofágia mechanizmusa

Az autofágiát az autofagoszómák képződése, majd az autofagoszómák és a lizoszómák ezt követő fúziója jellemzi a víruskomponensek lebontása érdekében. Míg egyes vírusok az autofagoszómák és az endoszómák fúzióját indukálják a túlélés érdekében, mások megakadályozzák az autofagoszómák és lizoszómák közötti fúziót, és ezt követően gátolják az autofagoszómák áramlását.

A SADS-CoV által kiváltott autofágia mechanikai részleteinek meghatározására irányuló kísérletek sorozata feltárta, hogy a vírus teljes autofág fluxust indukál, hogy elősegítse replikációját. Azt találták, hogy az autofagoszóma-lizoszóma fúzió gátlása megzavarja a vírus replikációját.

További elemzések kimutatták, hogy a SADS-CoV autofágiát indukál az ATG5-függő útvonalon keresztül. Az ATG5 az autofagoszómák kialakulásához szükséges fehérje. Molekuláris szinten a SADS-CoV gátolta az AKT/mTOR jelátviteli útvonalat, hogy elősegítse az autofágiát és fenntartsa a replikációt.

Az mTOR jelátviteli útvonal döntő szerepet játszik az autofágia beindításában. Az AKT egy szerin/treonin kináz, amely az mTOR jelátviteli útvonal upstream jelátviteli komponenseként működik az autofágia szabályozására.

Az autofágia gátlásának hatása a SADS-CoV replikációra

A SADS-CoV-fertőzött sejtek proteomikai analízisét végeztük el a potenciális vírusellenes célpontok azonosítására. Ez nyolc, a PI3K/AKT jelátviteli útvonalhoz kapcsolódó, eltérően expresszált fehérjét azonosított. Ezen fehérjék közül csak az α3 integrin (ITGA3) mutatott vírusellenes hatást a SADS-CoV replikációja ellen.

Az ITGA3 egy sejtmembrán adhéziós fehérje, amely szorosan kapcsolódik az autofágiához. Az ITGA3 túlzott expressziója SADS-CoV-fertőzött sejtekben az autofágia és a vírusreplikáció lelassulását, valamint az AKT és mTOR aktivitások növekedését eredményezte. Ezzel szemben ellentétes eseményeket figyeltek meg az ITGA3 szuppresszióját követően a vírussal fertőzött sejtben.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az ITGA3 megakadályozza a SADS-CoV replikációját azáltal, hogy gátolja az autofágiát az AKT/mTOR útvonalon keresztül.

Tanulmányozás fontossága

A jelenlegi tanulmány a SADS-CV által kiváltott autofágia új mechanizmusát írja le, amely szükséges a vírus replikációjához és túléléséhez a gazdasejtekben. Ezenkívül a tanulmány az ITGA3-at potenciális vírusellenes molekulaként azonosítja, amely az autofágia gátlásával megakadályozhatja a vírus replikációját.

Referencia:

• Zeng, S., Zhao, Y., Peng, O., et al. (2022). Das Coronavirus mit akutem Schweinedurchfall-Syndrom induziert Autophagie, um seine Replikation über den Akt/mTOR-Weg zu fördern. iScience. doi: 10.1016/j.isci.2022.105394. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222016662