Millist mõju avaldab SARS-CoV-2 HIV-1 nakkavusele?

Millist mõju avaldab SARS-CoV-2 HIV-1 nakkavusele?

Hiljuti avaldatud uuringus Uurimiskoht * Preprint server: teadlased uurisid raske ägeda respiratoorse sündroomi koroonaviiruse 2 (SARS-CoV-2) ja SARS-CoV ümbrisvalkude (E) mõju inimese immuunpuudulikkuse viiruse tüüp 1 (HIV-1) nakkavusele.

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

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

Viiruse poolt kodeeritud ioonkanaleid nimetatakse viroporiinideks ja need on seotud viiruste moodustumisega ja vabanemisega. Nii A-gripiviirus kui ka HIV-1 kodeerivad viroporiine. SARS-CoV-2 kodeerib vähemalt kahte viroporiini: ümbrisvalku (E) ja avatud lugemisraami (ORF)-3a. Suuruse, asukoha membraanis, ioonkanali aktiivsuse ja viiruse vabanemise soodustamise rolli poolest on CoV-E valgud sarnased HIV-1 viirusvalgu U-ga (Vpu). Nende sarnasuste põhjal määras töörühm kindlaks SARS-CoV-2 E valgu bioloogilised omadused seoses HIV-1-ga, et hinnata, kas see võib asendada HIV-1 Vpu.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus uurisid teadlased HIV-1 replikatsiooni beeta-koronaviiruse E valkude juuresolekul.

Töörühm uuris esmalt SARS-CoV-2 E valgu rakusisest ekspressiooni. SARS-CoV-2 E valku ekspresseeriti COS-7 rakkudes, kasutades C-otsas hemaglutiniini (HA) märgisega märgistatud vektorit. Seejärel immunovärviti E-valk anti-HA antikehadega, samuti LAMP-1 (hilised endosoomid/lüsosoomid), endoplasmaatilise retikulumi (ER)-Golgi vahepealse sektsiooni (ERGIC53) ja Golgin97 (trans-Golgi) vastaste antikehadega. Seejärel kotransfekteeris meeskond rakke E-HA valku ekspresseerivate plasmiidide ja ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) või Giantin-GFP (cis/mediaal Golgi) ekspresseerivate vektoritega, et uurida E-valgu ja ER-i, TGN-i ja cis-mediaalse Golgi kooslokaliseerumist. Nendes kotransfektsioonides fikseeriti rakud, mis olid permeabiliseeritud ja immunovärvitud HA-vastase antikehaga, et tuvastada E-valk.

Lisaks võrdles meeskond SARS-CoV-2 E rakusisest lokaliseerimist SARS-CoV, Lähis-Ida respiratoorse sündroomi (MERS)-CoV ja HCoV-OC43 E valkudega. Seejärel testiti toodetud nakkusliku HIV-1 või vpuHIV-1 kogust, et teha kindlaks, kas SARS-CoV-2 E valk suurendab või vähendab kogust. Tühi pcDNA3.1(+) vektor, mis kodeeris SARS-CoV-2 E-valku, 1. tüüpi herpes simplex viiruse (HSV-1) glükoproteiin D (gD), mis oli positiivne kontroll restriktsiooni suhtes, või gD[TMCT], mida sekreteerisid rakud ja mis ei piiranud HIV-1, ja pNL4-3 olid kotransfekteeritud rakud3.

Tulemused

Uuringu tulemused näitasid, et ER, ERGIC, TGN, trans-Golgi ja cis-mediaalsed Golgi markerid paiknesid koos E-valguga. Kuid ei raku plasmamembraanil ega lüsosoomidel ei olnud E-valku. See viitas sellele, et kolm E-valku paiknesid rakus sarnaselt SARS-CoV-2 E-valguga. SARS-CoV-2 E valgu olemasolu vähendas dramaatiliselt vabanenud nakkusliku HIV-1 kogust. Rakulüsaatides esinevad SARS-CoV-2 E ja gD valgud ekspresseerusid hästi kaastransfektsioonide ajal, nagu näitasid immunoblotid. Lisaks leidis töörühm, et Vpu valgu puudumisel vähendas luuüdi strooma raku antigeen 2 (BST-2) valk HIV-1 kogust.

Töörühm täheldas, et kotransfektsioon vpu HIV-1 genoomi, BST-2 ja SARS-CoV-2 E valku kodeerivate vektoritega vähendas nakkusliku viiruse tootmist, kuigi mitte nii oluliselt kui HSV-1 gD valk. gD, BST-2 ja SARS-CoV-2 E valgu rakulüsaatide immunoblotid näitasid, et need valgud ekspresseerusid oluliselt kaastransfektsioonide ajal. Üldiselt leidis meeskond, et SARS-CoV-2 E-valk takistas mõlema viiruse kasvu ega suutnud asendada Vpu valgu funktsiooni.

Nende E-valkude intratsellulaarse ekspressiooni uurimine näitas, et sarnaselt SARS-CoV-2 E-valguga lokaliseeriti need ainult raku ER- ja Golgi osades, ilma et rakupinnal oleks ekspressiooni ilmnenud. Kuigi gD esines, ei mõjutanud see vabanenud nakkusliku HIV-1 kogust. Selle asemel piirati avaldamist. SARS-CoV-2-ga seotud ja SARS-CoV-ga seotud E-valgud vähendasid märkimisväärselt vabanenud nakkusliku HIV-1 kogust, vastavalt 1,3% ja 1,4%. MERS-CoV ja HCoV-OC43 E valkude puhul täheldati vähem piiranguid vastavalt peaaegu 37% ja 16% pcDNA3.1(+) kontrollist.

SARS-CoV-2 ja MERS-CoV-E valgud jagasid umbes 37% aminohappejärjestustest, samas kui SARS-CoV-2 ja HCoV-OC43-E valgud jagasid umbes 26%. gD ja E valkude ekspressiooni kontrolliti restriktsioonianalüüside rakulüsaatide immunosadestamise teel. Need tulemused annavad lisateavet HIV-1 piirangu spetsiifilisuse kohta.

Üldiselt näitasid uuringutulemused SARS-CoV-2 ja SARS-CoV-E valkude võimet märkimisväärselt ära hoida nakkusliku HIV-1 nakkuse teket. Uuringus leiti, et SARS-CoV-2 E valgu ekspressioon inhibeeris tõenäoliselt valkude sünteesi ja apoptoosi vallandas. Need tulemused näitasid, et ühe viiruse viroporiin võib takistada teise viiruse rakkude nakatamist.

See uudisartikkel oli ülevaade esialgsest teaduslikust aruandest, mida avaldamise ajal ei olnud eelretsenseeritud. Alates selle esialgsest avaldamisest on teaduslikku aruannet nüüdseks eelretsenseeritud ja aktsepteeritud akadeemilises ajakirjas avaldamiseks. Lingid esialgsetele ja eelretsenseeritud aruannetele leiate selle artikli lõpus olevast jaotisest Allikad. Vaata allikaid

Viited:

• 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.

Artiklite redaktsioonid

• 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.