Jaký vliv má SARS-CoV-2 na infekčnost HIV-1?

Jaký vliv má SARS-CoV-2 na infekčnost HIV-1?

V nedávno zveřejněné studii Výzkumné místo * Předtiskový server: Výzkumníci zkoumali účinek koronaviru 2 těžkého akutního respiračního syndromu (SARS-CoV-2) a obalových proteinů SARS-CoV (E) na infekčnost viru lidské imunodeficience typu 1 (HIV-1).

Studie: Die Hüllproteine ​​von SARS-CoV-2 und SARS-CoV reduzieren wirksam die Infektiosität des Humanen Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1). Bildnachweis: RAJ CREATIONZS/Shutterstock

Tento zpravodajský článek byl recenzí předběžné vědecké zprávy, která nebyla v době publikace recenzována. Od svého prvního zveřejnění byla vědecká zpráva nyní recenzována a přijata k publikaci v akademickém časopise. Odkazy na předběžné a recenzované zprávy naleznete v části Zdroje na konci tohoto článku. Zobrazit zdroje

Iontové kanály kódované virem se nazývají viroporiny a podílejí se na tvorbě a uvolňování virů. Jak virus chřipky A, tak HIV-1 kódují viroporiny. SARS-CoV-2 kóduje alespoň dva viroporiny: obalový protein (E) a otevřený čtecí rámec (ORF)-3a. Co se týče velikosti, polohy v membráně, aktivity iontových kanálů a role při podpoře uvolňování viru, CoV-E proteiny jsou podobné HIV-1 virovému proteinu U (Vpu). Na základě těchto podobností tým určil biologické vlastnosti proteinu SARS-CoV-2 E ve vztahu k HIV-1, aby posoudil, zda by mohl nahradit HIV-1 Vpu.

O studiu

V této studii vědci zkoumali replikaci HIV-1 v přítomnosti proteinů beta-koronaviru E.

Tým nejprve zkoumal intracelulární expresi proteinu SARS-CoV-2 E. Protein SARS-CoV-2 E byl exprimován v buňkách COS-7 pomocí vektoru označeného na C-konci hemaglutininovou (HA) značkou. E protein byl poté imunobarven s anti-HA protilátkami a také protilátkami proti LAMP-1 (pozdní endozomy/lysozomy), intermediární kompartment endoplazmatického retikula (ER)-Golgiho (ERGIC53) a Golgin97 (trans-Golgi). Tým poté kotransfekoval buňky s plazmidy exprimujícími protein E-HA a vektory exprimujícími ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) nebo Giantin-GFP (cis/mediální Golgi), aby prozkoumal společnou lokalizaci E proteinu a ER, TGN a cis-mediálního Golgiho. V těchto kotransfekcích byly fixovány buňky, které byly permeabilizovány a imunobarveny anti-HA protilátkou pro detekci E proteinu.

Kromě toho tým porovnával intracelulární lokalizaci SARS-CoV-2 E s proteiny SARS-CoV, Middle East Respiratory Syndrome (MERS)-CoV a HCoV-OC43 E. Poté testovali množství produkovaného infekčního HIV-1 nebo vpuHIV-1, aby zjistili, zda protein SARS-CoV-2 E zvýší nebo sníží množství. Prázdný vektor pcDNA3.1(+), který kóduje protein E SARS-CoV-2, glykoprotein D (gD) viru herpes simplex typu 1 (HSV-1), který byl pozitivní kontrolou pro restrikci, nebo gD[TMCT], který byl vylučován buňkami a neomezoval HIV-1, a buňky pNL4-3 byly všechny kotransfekovány v HEK29.

Výsledky

Výsledky studie ukázaly, že markery ER, ERGIC, TGN, trans-Golgiho a cis-mediální Golgiho markery byly lokalizovány společně s E proteinem. Avšak ani buněčná plazmatická membrána ani lysozomy neměly E protein. To naznačuje, že tři E proteiny byly lokalizovány v buňce, podobně jako E protein SARS-CoV-2. Přítomnost proteinu SARS-CoV-2 E dramaticky snížila množství uvolněného infekčního HIV-1. SARS-CoV-2 E a gD proteiny přítomné v buněčných lyzátech byly během kotransfekcí dobře exprimovány, jak dokládají imunobloty. Kromě toho tým zjistil, že v nepřítomnosti proteinu Vpu protein 2 kostní dřeně Stroma Cell Antigen (BST-2) snižuje množství HIV-1.

Tým pozoroval, že kotransfekce s vektory kódujícími genom vpu HIV-1, BST-2 a protein SARS-CoV-2 E snížila produkci infekčního viru, i když ne tak významně jako protein HSV-1 gD. Imunobloty buněčných lyzátů pro gD, BST-2 a protein SARS-CoV-2 E ukázaly, že tyto proteiny vykazovaly významnou expresi během kotransfekcí. Celkově tým zjistil, že protein E SARS-CoV-2 brání růstu obou virů a nemůže nahradit funkci proteinu Vpu.

Zkoumání intracelulární exprese těchto E proteinů odhalilo, že podobně jako E protein SARS-CoV-2 byly lokalizovány výhradně v ER a Golgiho části buňky, aniž by vykazovaly jakoukoliv expresi na buněčném povrchu. I když byl gD přítomen, neměl žádný vliv na množství uvolněného infekčního HIV-1. Místo toho bylo publikování omezeno. Proteiny související se SARS-CoV-2 a E proteiny související se SARS-CoV významně snížily množství uvolněného infekčního HIV-1 o 1,3 % a 1,4 %. Menší omezení bylo pozorováno u proteinů MERS-CoV a HCoV-OC43 E u téměř 37 % a 16 % kontroly pcDNA3.1(+), v daném pořadí.

Proteiny SARS-CoV-2 a MERS-CoV-E sdílely asi 37 % svých aminokyselinových sekvencí, zatímco proteiny SARS-CoV-2 a HCoV-OC43-E sdílely asi 26 %. Exprese gD a E proteinů byla ověřena imunoprecipitací z buněčných lyzátů z restrikčních testů. Tyto výsledky poskytují další informace o specifičnosti omezení HIV-1.

Celkově výsledky studie prokázaly schopnost proteinů SARS-CoV-2 a SARS-CoV-E významně zabránit rozvoji infekční infekce HIV-1. Studie zjistila, že syntéza proteinů byla s největší pravděpodobností inhibována a apoptóza byla spuštěna expresí proteinu SARS-CoV-2 E. Tyto výsledky poskytly důkaz, že viroporin z jednoho viru může zabránit jinému viru v infikování buněk.

Tento zpravodajský článek byl recenzí předběžné vědecké zprávy, která nebyla v době publikace recenzována. Od svého prvního zveřejnění byla vědecká zpráva nyní recenzována a přijata k publikaci v akademickém časopise. Odkazy na předběžné a recenzované zprávy naleznete v části Zdroje na konci tohoto článku. Zobrazit zdroje

Reference:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Wyatt Henke, Hope Waisner, Sachith Polpitiya Arachchige, Maria Kalamvoki, Edward Stephens. (2022). Die Hüllproteine ​​von SARS-CoV-2 und SARS-CoV reduzieren wirksam die Infektiosität des Humanen Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1). Forschungsplatz. doi: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2175808/v1 https://www.researchsquare.com/article/rs-2175808/v1
• Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
  Henke, Wyatt, Hope Waisner, Sachith Polpitiya Arachchige, Maria Kalamvoki und Edward Stephens. 2022. „Die Hüllproteine ​​von SARS-CoV-2 und SARS-CoV reduzieren wirksam die Infektiosität des Humanen Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1).“ Retrovirologie 19 (1). https://doi.org/10.1186/s12977-022-00611-6. https://retrovirology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12977-022-00611-6.

Revize článku

• 16. Mai 2023 – Das vorab gedruckte vorläufige Forschungspapier, auf dem dieser Artikel basiert, wurde zur Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift angenommen. Dieser Artikel wurde entsprechend bearbeitet und enthält nun einen Link zum endgültigen, von Experten begutachteten Artikel, der jetzt im Abschnitt „Quellen“ angezeigt wird.