Kā SARS-CoV-2 ietekmē HIV-1 inficētspēju?

Kā SARS-CoV-2 ietekmē HIV-1 inficētspēju?

Nesen publicētā pētījumā Pētniecības vieta * Priekšdrukas serveris: pētnieki pētīja smaga akūta respiratorā sindroma koronavīrusa 2 (SARS-CoV-2) un SARS-CoV apvalka proteīnu (E) ietekmi uz cilvēka imūndeficīta vīrusa 1. tipa (HIV-1) inficētspēju.

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

Šis ziņu raksts bija pārskats par sākotnējo zinātnisko ziņojumu, kas publicēšanas laikā nebija recenzēts. Kopš sākotnējās publicēšanas zinātniskais ziņojums tagad ir recenzēts un pieņemts publicēšanai akadēmiskajā žurnālā. Saites uz provizoriskajiem un salīdzinošajiem pārskatiem ir atrodamas sadaļā Avoti šī raksta beigās. Skatīt avotus

Vīrusu kodētos jonu kanālus sauc par viroporīniem un ir iesaistīti vīrusu veidošanā un izdalīšanā. Gan A gripas vīruss, gan HIV-1 kodē viroporīnus. SARS-CoV-2 kodē vismaz divus viroporīnus: apvalka proteīnu (E) un atvērto nolasīšanas rāmi (ORF)-3a. Pēc izmēra, atrašanās vietas membrānā, jonu kanālu aktivitātes un lomas vīrusa izdalīšanās veicināšanā CoV-E proteīni ir līdzīgi HIV-1 vīrusa proteīnam U (Vpu). Pamatojoties uz šīm līdzībām, komanda noteica SARS-CoV-2 E proteīna bioloģiskās īpašības saistībā ar HIV-1, lai novērtētu, vai tas varētu aizstāt HIV-1 Vpu.

Par pētījumu

Šajā pētījumā pētnieki pārbaudīja HIV-1 replikāciju beta-koronavīrusa E proteīnu klātbūtnē.

Vispirms komanda pārbaudīja SARS-CoV-2 E proteīna intracelulāro ekspresiju. SARS-CoV-2 E proteīns tika ekspresēts COS-7 šūnās, izmantojot vektoru, kas marķēts C-galā ar hemaglutinīna (HA) marķējumu. Pēc tam E proteīns tika imūnkrāsots ar anti-HA antivielām, kā arī antivielām pret LAMP-1 (vēlīnām endosomām / lizosomām), endoplazmas retikuluma (ER)-Golgi starpposma nodalījumu (ERGIC53) un Golgin97 (trans-Golgi). Pēc tam komanda kopīgi transfekēja šūnas ar plazmīdām, kas ekspresē E-HA proteīnu, un vektoriem, kas ekspresē ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) vai Giantin-GFP (cis/mediālais Golgi), lai pārbaudītu E proteīna un ER, TGN un cis-mediālā Golgi līdzās lokalizāciju. Šajās kotransfekcijās šūnas tika fiksētas, kas tika permeabilizētas un imunizētas ar anti-HA antivielu, lai noteiktu E proteīnu.

Turklāt komanda salīdzināja SARS-CoV-2 E intracelulāro lokalizāciju ar SARS-CoV, Tuvo Austrumu respiratorā sindroma (MERS)-CoV un HCoV-OC43 E proteīniem. Pēc tam viņi pārbaudīja saražotā infekciozā HIV-1 vai vpuHIV-1 daudzumu, lai noteiktu, vai SARS-CoV-2 E proteīns palielinātu vai samazinātu daudzumu. Tukšais pcDNA3.1(+) vektors, kas kodē SARS-CoV-2 E proteīnu, 1. tipa herpes simplex vīrusa (HSV-1) glikoproteīns D (gD), kas bija pozitīva ierobežojuma kontrole, vai gD[TMCT], kas tika izdalīts no šūnām un neierobežoja HIV-1, un pNL4-3 šūnas bija kotransfektētas3.

Rezultāti

Pētījuma rezultāti parādīja, ka ER, ERGIC, TGN, trans-Golgi un cis-mediālie Golgi marķieri tika lokalizēti kopā ar E proteīnu. Tomēr ne šūnu plazmas membrānā, ne lizosomās nebija E proteīna. Tas liecināja, ka trīs E proteīni bija lokalizēti šūnā, līdzīgi kā SARS-CoV-2 E proteīns. SARS-CoV-2 E proteīna klātbūtne dramatiski samazināja izdalītā infekciozā HIV-1 daudzumu. Šūnu lizātos esošie SARS-CoV-2 E un gD proteīni bija labi ekspresēti kotransfekciju laikā, par ko liecina imūnbloti. Turklāt komanda atklāja, ka, ja nav Vpu proteīna, kaulu smadzeņu stromas šūnu antigēna 2 (BST-2) proteīns samazināja HIV-1 daudzumu.

Komanda novēroja, ka kotransfekcija ar vektoriem, kas kodē vpu HIV-1 genomu, BST-2 un SARS-CoV-2 E proteīnu, samazināja infekciozā vīrusa veidošanos, lai gan ne tik būtiski kā HSV-1 gD proteīns. Šūnu lizātu imūnbloti gD, BST-2 un SARS-CoV-2 E proteīnam parādīja, ka šiem proteīniem bija nozīmīga ekspresija kotransfekciju laikā. Kopumā komanda atklāja, ka SARS-CoV-2 E proteīns novērsa abu vīrusu augšanu un nevarēja aizstāt Vpu proteīna funkciju.

Pārbaudot šo E proteīnu intracelulāro ekspresiju, atklājās, ka līdzīgi kā SARS-CoV-2 E proteīns, tie tika lokalizēti tikai šūnas ER un Golgi daļās, neuzrādot nekādu ekspresiju uz šūnas virsmas. Lai gan gD bija klāt, tas neietekmēja izdalītā infekciozā HIV-1 daudzumu. Tā vietā publicēšana tika ierobežota. Ar SARS-CoV-2 saistītie un ar SARS-CoV saistītie E proteīni ievērojami samazināja infekciozā HIV-1 daudzumu, attiecīgi, par 1,3% un 1,4%. Mazāki ierobežojumi tika novēroti MERS-CoV un HCoV-OC43 E proteīniem attiecīgi gandrīz 37% un 16% pcDNA3.1(+) kontroles.

SARS-CoV-2 un MERS-CoV-E proteīniem bija aptuveni 37% no to aminoskābju sekvencēm, savukārt SARS-CoV-2 un HCoV-OC43-E proteīniem bija aptuveni 26%. GD un E proteīnu ekspresija tika pārbaudīta ar imunoprecipitāciju no šūnu lizātiem no restrikcijas testiem. Šie rezultāti sniedz papildu informāciju par HIV-1 ierobežojuma specifiku.

Kopumā pētījuma rezultāti parādīja SARS-CoV-2 un SARS-CoV-E proteīnu spēju būtiski novērst infekciozas HIV-1 infekcijas attīstību. Pētījumā konstatēts, ka proteīnu sintēze, visticamāk, tika kavēta un apoptozi izraisīja SARS-CoV-2 E proteīna ekspresija. Šie rezultāti sniedza pierādījumus tam, ka viena vīrusa viroporīns var neļaut citam vīrusam inficēt šūnas.

Šis ziņu raksts bija pārskats par sākotnējo zinātnisko ziņojumu, kas publicēšanas laikā nebija recenzēts. Kopš sākotnējās publicēšanas zinātniskais ziņojums tagad ir recenzēts un pieņemts publicēšanai akadēmiskajā žurnālā. Saites uz provizoriskajiem un salīdzinošajiem pārskatiem ir atrodamas sadaļā Avoti šī raksta beigās. Skatīt avotus

Atsauces:

• 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.

Rakstu labojumi

• 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.