Kakav utjecaj ima SARS-CoV-2 na infektivnost HIV-1?

Kakav utjecaj ima SARS-CoV-2 na infektivnost HIV-1?

U nedavno objavljenoj studiji Istraživačko mjesto * Preprint server: Istraživači su ispitivali učinak teškog akutnog respiratornog sindroma koronavirusa 2 (SARS-CoV-2) i proteina ovojnice SARS-CoV (E) na infektivnost virusa humane imunodeficijencije tipa 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

Ovaj novinski članak bio je pregled preliminarnog znanstvenog izvješća koje nije bilo recenzirano u vrijeme objavljivanja. Od svoje prve objave, znanstveno izvješće sada je recenzirano i prihvaćeno za objavljivanje u akademskom časopisu. Veze na preliminarna i recenzirana izvješća mogu se pronaći u odjeljku Izvori na kraju ovog članka. Pogledaj izvore

Ionski kanali kodirani virusom nazivaju se viroporini i uključeni su u stvaranje i oslobađanje virusa. I virus influence A i HIV-1 kodiraju viroporine. SARS-CoV-2 kodira najmanje dva viroporina: protein ovojnice (E) i otvoreni okvir za čitanje (ORF)-3a. U pogledu veličine, položaja u membrani, aktivnosti ionskih kanala i uloge u poticanju oslobađanja virusa, CoV-E proteini slični su HIV-1 virusnom proteinu U (Vpu). Na temelju tih sličnosti, tim je odredio biološka svojstva SARS-CoV-2 E proteina u odnosu na HIV-1 kako bi procijenio može li zamijeniti HIV-1 Vpu.

O studiju

U ovoj studiji istraživači su ispitivali replikaciju HIV-1 u prisutnosti proteina E beta-koronavirusa.

Tim je prvo ispitao unutarstaničnu ekspresiju SARS-CoV-2 E proteina. Protein SARS-CoV-2 E eksprimiran je u stanicama COS-7 korištenjem vektora označenog na C-kraju hemaglutininskom (HA) oznakom. Protein E je potom imunološki obojen anti-HA antitijelima kao i antitijelima protiv LAMP-1 (kasni endosomi/lizosomi), međuodjeljak endoplazmatskog retikuluma (ER)-Golgi (ERGIC53) i Golgin97 (trans-Golgi). Tim je potom kotransficirao stanice s plazmidima koji eksprimiraju E-HA protein i vektorima koji eksprimiraju ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) ili Giantin-GFP (cis/medijalni Golgi) kako bi ispitali ko-lokalizaciju E proteina i ER, TGN i cis-medijalnog Golgija. U tim kotransfekcijama, stanice su fiksirane koje su permeabilizirane i imunološki obojene s anti-HA protutijelima za otkrivanje E proteina.

Osim toga, tim je usporedio intracelularnu lokalizaciju SARS-CoV-2 E sa SARS-CoV, Bliskoistočnim respiratornim sindromom (MERS)-CoV i HCoV-OC43 E proteinima. Zatim su testirali količinu proizvedenog zaraznog HIV-1 ili vpuHIV-1 kako bi utvrdili hoće li SARS-CoV-2 E protein povećati ili smanjiti količinu. Prazan pcDNA3.1(+) vektor, koji je kodirao E protein SARS-CoV-2, glikoprotein D (gD) herpes simplex virusa tipa 1 (HSV-1), koji je bio pozitivna kontrola za restrikciju, ili gD[TMCT] koji su lučile stanice i nije ograničavao HIV-1, i pNL4-3 bili su svi u HEK293 stanicama kotransficirani su.

Rezultati

Rezultati studije su pokazali da su ER, ERGIC, TGN, trans-Golgijev i cis-medijalni Golgijev markeri bili ko-lokalizirani s E proteinom. Međutim, niti stanična plazma membrana niti lizosomi nisu imali E protein. To je sugeriralo da su tri E proteina lokalizirana unutar stanice, slično E proteinu SARS-CoV-2. Prisutnost proteina SARS-CoV-2 E dramatično je smanjila količinu otpuštenog zaraznog HIV-1. SARS-CoV-2 E i gD proteini prisutni u staničnim lizatima bili su dobro izraženi tijekom kotransfekcija, što je dokazano imunoblotovima. Osim toga, tim je otkrio da u nedostatku proteina Vpu, protein strome stanica koštane srži Antigen 2 (BST-2) smanjuje količinu HIV-1.

Tim je primijetio da ko-transfekcija s vektorima koji kodiraju vpu HIV-1 genom, BST-2 i SARS-CoV-2 E protein smanjuje proizvodnju zaraznog virusa, iako ne toliko značajno kao HSV-1 gD protein. Imunoblotovi staničnih lizata za gD, BST-2 i protein SARS-CoV-2 E pokazali su da su ti proteini pokazali značajnu ekspresiju tijekom kotransfekcija. Sve u svemu, tim je otkrio da E protein SARS-CoV-2 sprječava rast oba virusa i ne može zamijeniti funkciju Vpu proteina.

Ispitivanje unutarstanične ekspresije ovih E proteina otkrilo je da su, slično E proteinu SARS-CoV-2, lokalizirani isključivo u ER i Golgijevim dijelovima stanice, bez ikakve ekspresije na površini stanice. Iako je gD bio prisutan, nije imao utjecaja na količinu otpuštenog zaraznog HIV-1. Umjesto toga, objavljivanje je bilo ograničeno. Proteini E povezani sa SARS-CoV-2 i SARS-CoV značajno su smanjili količinu otpuštenog infektivnog HIV-1 za 1,3%, odnosno 1,4%. Manja restrikcija primijećena je za MERS-CoV i HCoV-OC43 E proteine ​​u gotovo 37% odnosno 16% kontrole pcDNA3.1(+).

Proteini SARS-CoV-2 i MERS-CoV-E dijele oko 37% svojih aminokiselinskih sekvenci, dok proteini SARS-CoV-2 i HCoV-OC43-E dijele oko 26%. Ekspresija gD i E proteina potvrđena je imunoprecipitacijom iz staničnih lizata iz restrikcijskih testova. Ovi rezultati pružaju dodatne informacije o specifičnosti ograničenja HIV-1.

Sve u svemu, rezultati studije pokazali su sposobnost proteina SARS-CoV-2 i SARS-CoV-E da značajno spriječe razvoj zarazne infekcije HIV-1. Studija je otkrila da je sinteza proteina najvjerojatnije inhibirana, a apoptoza potaknuta ekspresijom proteina SARS-CoV-2 E. Ovi su rezultati pružili dokaz da viroporin iz jednog virusa može spriječiti drugi virus da zarazi stanice.

Ovaj novinski članak bio je pregled preliminarnog znanstvenog izvješća koje nije bilo recenzirano u vrijeme objavljivanja. Od svoje prve objave, znanstveno izvješće sada je recenzirano i prihvaćeno za objavljivanje u akademskom časopisu. Veze na preliminarna i recenzirana izvješća mogu se pronaći u odjeljku Izvori na kraju ovog članka. Pogledaj izvore

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.

Revizije članaka

• 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.