Hvilken innflytelse har SARS-CoV-2 på HIV-1-infeksjon?

Hvilken innflytelse har SARS-CoV-2 på HIV-1-infeksjon?

I en nylig publisert studie Forskningssted * Preprint-server: Forskere undersøkte effekten av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) og SARS-CoV-kappeproteiner (E) på infeksjonsevnen til humant immunsviktvirus type 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

Denne nyhetsartikkelen var en gjennomgang av en foreløpig vitenskapelig rapport som ikke hadde blitt fagfellevurdert på publiseringstidspunktet. Siden den første publiseringen har den vitenskapelige rapporten nå blitt fagfellevurdert og akseptert for publisering i et akademisk tidsskrift. Lenker til de foreløpige og fagfellevurderte rapportene finner du i Kilder-delen på slutten av denne artikkelen. Se kilder

Viruskodede ionekanaler kalles viroporiner og er involvert i dannelse og frigjøring av virus. Både influensa A-viruset og HIV-1 koder for viroporiner. SARS-CoV-2 koder for minst to viroporiner: kappeproteinet (E) og den åpne leserammen (ORF)-3a. Når det gjelder størrelse, plassering i membranen, ionekanalaktivitet og rolle i å fremme virusfrigjøring, ligner CoV-E-proteiner på HIV-1 viralt protein U (Vpu). Basert på disse likhetene bestemte teamet de biologiske egenskapene til SARS-CoV-2 E-proteinet i forhold til HIV-1 for å vurdere om det kunne erstatte HIV-1 Vpu.

Om studiet

I denne studien undersøkte forskere HIV-1-replikasjon i nærvær av beta-coronavirus E-proteiner.

Teamet undersøkte først det intracellulære uttrykket av SARS-CoV-2 E-proteinet. SARS-CoV-2 E-proteinet ble uttrykt i COS-7-celler ved bruk av en vektor merket ved C-terminalen med et hemagglutinin (HA)-merke. E-proteinet ble deretter immunfarget med anti-HA-antistoffer samt antistoffer mot LAMP-1 (sene endosomer/lysosomer), det endoplasmatiske retikulum (ER)-Golgi-mellomrom (ERGIC53) og Golgin97 (trans-Golgi). Teamet co-transfekterte deretter celler med plasmider som uttrykker E-HA-proteinet og vektorer som uttrykker ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) eller Giantin-GFP (cis/medial Golgi) for å undersøke samlokaliseringen av E-proteinet og ER, TGN og cis-medial Golgi. I disse kotransfeksjonene ble celler fiksert som ble permeabilisert og immunfarget med et anti-HA-antistoff for å påvise E-proteinet.

I tillegg sammenlignet teamet den intracellulære lokaliseringen av SARS-CoV-2 E med SARS-CoV, Midtøsten Respiratory Syndrome (MERS)-CoV og HCoV-OC43 E-proteinene. De testet deretter mengden av smittsom HIV-1 eller vpuHIV-1 produsert for å avgjøre om SARS-CoV-2 E-proteinet ville øke eller redusere mengden. Den tomme pcDNA3.1(+)-vektoren, som kodet for E-proteinet til SARS-CoV-2, glykoproteinet D (gD) av herpes simplex-virus type 1 (HSV-1), som var en positiv kontroll for restriksjon, eller gD[TMCT] som ble utskilt av celler og ikke begrenset HIV-1, og pNL4-3-celler var alle cotransfekterte i HEK293-celler.

Resultater

Studieresultatene viste at ER-, ERGIC-, TGN-, trans-Golgi- og cis-mediale Golgi-markørene ble samlokalisert med E-proteinet. Imidlertid hadde verken celleplasmamembranen eller lysosomene E-proteinet. Dette antydet at de tre E-proteinene var lokalisert i cellen, lik E-proteinet til SARS-CoV-2. Tilstedeværelsen av SARS-CoV-2 E-proteinet reduserte dramatisk mengden smittsom HIV-1 frigjort. SARS-CoV-2 E- og gD-proteinene som er tilstede i cellelysatene, ble godt uttrykt under ko-transfeksjonene, som bevist av immunblottene. I tillegg fant teamet at i fravær av Vpu-proteinet reduserte proteinet Bone Marrow Stroma Cell Antigen 2 (BST-2) mengden av HIV-1.

Teamet observerte at samtransfeksjon med vektorer som koder for vpu HIV-1-genomet, BST-2 og SARS-CoV-2 E-proteinet reduserte produksjonen av det smittsomme viruset, men ikke så signifikant som HSV-1 gD-proteinet. Immunoblots av cellelysatene for gD, BST-2 og SARS-CoV-2 E-proteinet viste at disse proteinene viste betydelig uttrykk under ko-transfeksjonene. Totalt sett fant teamet at E-proteinet til SARS-CoV-2 forhindret veksten av begge virusene og ikke kunne erstatte funksjonen til Vpu-proteinet.

Undersøkelse av det intracellulære uttrykket av disse E-proteinene avslørte at, i likhet med E-proteinet til SARS-CoV-2, var de utelukkende lokalisert i ER- og Golgi-delene av cellen, uten å vise noe uttrykk på celleoverflaten. Selv om gD var til stede, hadde det ingen effekt på mengden smittsom HIV-1 som ble frigjort. I stedet ble publiseringen begrenset. De SARS-CoV-2-relaterte og SARS-CoV-relaterte E-proteinene reduserte mengden smittsom HIV-1 som ble frigjort betydelig med henholdsvis 1,3 % og 1,4 %. Mindre restriksjon ble observert for MERS-CoV- og HCoV-OC43 E-proteinene i henholdsvis nesten 37 % og 16 % av pcDNA3.1(+)-kontrollen.

SARS-CoV-2- og MERS-CoV-E-proteinene delte omtrent 37 % av aminosyresekvensene, mens SARS-CoV-2 og HCoV-OC43-E-proteinene delte omtrent 26 %. Ekspresjonen av gD- og E-proteinene ble verifisert ved immunutfelling fra cellelysater fra restriksjonsanalysene. Disse resultatene gir ytterligere informasjon om spesifisiteten til HIV-1-restriksjonen.

Samlet sett viste studieresultatene evnen til SARS-CoV-2 og SARS-CoV-E-proteinene til å forhindre utviklingen av en smittsom HIV-1-infeksjon. Studien fant at proteinsyntese mest sannsynlig ble hemmet og apoptose ble utløst av uttrykket av SARS-CoV-2 E-proteinet. Disse resultatene ga bevis for at et viroporin fra ett virus kan forhindre et annet virus i å infisere celler.

Denne nyhetsartikkelen var en gjennomgang av en foreløpig vitenskapelig rapport som ikke hadde blitt fagfellevurdert på publiseringstidspunktet. Siden den første publiseringen har den vitenskapelige rapporten nå blitt fagfellevurdert og akseptert for publisering i et akademisk tidsskrift. Lenker til de foreløpige og fagfellevurderte rapportene finner du i Kilder-delen på slutten av denne artikkelen. Se kilder

Referanser:

• 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.

Artikkelrevisjoner

• 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.