Aký vplyv má SARS-CoV-2 na infekčnosť HIV-1?

Aký vplyv má SARS-CoV-2 na infekčnosť HIV-1?

V nedávno zverejnenej štúdii Výskumné miesto * Predtlačový server: Výskumníci skúmali vplyv koronavírusu 2 (SARS-CoV-2) a SARS-CoV obalových proteínov (E) na infekčnosť vírusu ľudskej imunodeficiencie 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 spravodajský článok bol recenziou predbežnej vedeckej správy, ktorá nebola v čase uverejnenia recenzovaná. Od svojho počiatočného zverejnenia bola vedecká správa teraz recenzovaná a prijatá na publikovanie v akademickom časopise. Odkazy na predbežné a recenzované správy nájdete v časti Zdroje na konci tohto článku. Zobraziť zdroje

Vírusom kódované iónové kanály sa nazývajú viroporíny a podieľajú sa na tvorbe a uvoľňovaní vírusov. Vírus chrípky A aj HIV-1 kódujú viroporíny. SARS-CoV-2 kóduje aspoň dva viroporíny: obalový proteín (E) a otvorený čítací rámec (ORF)-3a. Pokiaľ ide o veľkosť, polohu v membráne, aktivitu iónového kanála a úlohu pri podpore uvoľňovania vírusu, proteíny CoV-E sú podobné vírusovému proteínu HIV-1 U (Vpu). Na základe týchto podobností tím určil biologické vlastnosti proteínu SARS-CoV-2 E vo vzťahu k HIV-1, aby posúdil, či by mohol nahradiť HIV-1 Vpu.

O štúdiu

V tejto štúdii výskumníci skúmali replikáciu HIV-1 v prítomnosti proteínov beta-koronavírusu E.

Tím najprv skúmal intracelulárnu expresiu proteínu SARS-CoV-2 E. Proteín SARS-CoV-2 E sa exprimoval v bunkách COS-7 pomocou vektora označeného na C-konci hemaglutinínovou (HA) značkou. E proteín bol potom imunofarbený anti-HA protilátkami, ako aj protilátkami proti LAMP-1 (neskoré endozómy/lyzozómy), intermediárnemu kompartmentu endoplazmatického retikula (ER)-Golgiho (ERGIC53) a Golgin97 (trans-Golgi). Tím potom kotransfekoval bunky s plazmidmi exprimujúcimi proteín E-HA a vektormi exprimujúcimi ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) alebo Giantin-GFP (cis/mediálny Golgi), aby preskúmali spoločnú lokalizáciu E proteínu a ER, TGN a cis-mediálneho Golgiho. V týchto kotransfekciách boli fixované bunky, ktoré boli permeabilizované a imunofarbené anti-HA protilátkou na detekciu E proteínu.

Okrem toho tím porovnal intracelulárnu lokalizáciu SARS-CoV-2 E s proteínmi SARS-CoV, blízkovýchodného respiračného syndrómu (MERS)-CoV a HCoV-OC43 E. Potom testovali množstvo produkovaného infekčného HIV-1 alebo vpuHIV-1, aby zistili, či proteín SARS-CoV-2 E zvýši alebo zníži množstvo. Prázdny vektor pcDNA3.1(+), ktorý kódoval E proteín SARS-CoV-2, glykoproteín D (gD) vírusu herpes simplex typu 1 (HSV-1), ktorý bol pozitívnou kontrolou pre reštrikciu, alebo gD[TMCT], ktorý bol vylučovaný bunkami a neobmedzoval HIV-1, a pNL4-3 boli všetky kotransfikované v HEK29.

Výsledky

Výsledky štúdie ukázali, že markery ER, ERGIC, TGN, trans-Golgiho a cis-mediálne Golgiho markery boli lokalizované spoločne s E proteínom. Avšak ani bunková plazmatická membrána, ani lyzozómy nemali E proteín. To naznačuje, že tri E proteíny boli lokalizované v bunke, podobne ako E proteín SARS-CoV-2. Prítomnosť proteínu SARS-CoV-2 E dramaticky znížila množstvo uvoľneného infekčného HIV-1. SARS-CoV-2 E a gD proteíny prítomné v bunkových lyzátoch boli počas kotransfekcií dobre exprimované, ako dokazujú imunobloty. Okrem toho tím zistil, že pri absencii proteínu Vpu proteín 2 (BST-2) stroma kostnej drene znižuje množstvo HIV-1.

Tím zistil, že kotransfekcia s vektormi kódujúcimi genóm vpu HIV-1, BST-2 a proteín SARS-CoV-2 E znížila produkciu infekčného vírusu, aj keď nie tak výrazne ako proteín HSV-1 gD. Imunobloty bunkových lyzátov pre gD, BST-2 a proteín SARS-CoV-2 E ukázali, že tieto proteíny vykazovali významnú expresiu počas kotransfekcií. Celkovo tím zistil, že proteín E SARS-CoV-2 zabránil rastu oboch vírusov a nedokázal nahradiť funkciu proteínu Vpu.

Skúmanie intracelulárnej expresie týchto E proteínov odhalilo, že podobne ako E proteín SARS-CoV-2, boli lokalizované výlučne v ER a Golgiho častiach bunky, bez toho, aby vykazovali akúkoľvek expresiu na bunkovom povrchu. Hoci bol prítomný gD, nemal žiadny vplyv na množstvo uvoľneného infekčného HIV-1. Namiesto toho bolo publikovanie obmedzené. E proteíny súvisiace so SARS-CoV-2 a E proteíny súvisiace so SARS-CoV významne znížili množstvo uvoľneného infekčného HIV-1 o 1,3 % a 1,4 %. Menšie obmedzenie bolo pozorované pre proteíny MERS-CoV a HCoV-OC43 E v takmer 37 % a 16 % kontroly pcDNA3.1(+).

Proteíny SARS-CoV-2 a MERS-CoV-E zdieľali približne 37 % svojich aminokyselinových sekvencií, zatiaľ čo proteíny SARS-CoV-2 a HCoV-OC43-E zdieľali približne 26 %. Expresia gD a E proteínov bola overená imunoprecipitáciou z bunkových lyzátov z restrikčných testov. Tieto výsledky poskytujú ďalšie informácie o špecifickosti obmedzenia HIV-1.

Celkovo výsledky štúdie preukázali schopnosť proteínov SARS-CoV-2 a SARS-CoV-E významne zabrániť rozvoju infekčnej infekcie HIV-1. Štúdia zistila, že syntéza proteínov bola s najväčšou pravdepodobnosťou inhibovaná a apoptóza bola spustená expresiou proteínu SARS-CoV-2 E. Tieto výsledky poskytli dôkaz, že viroporín z jedného vírusu môže zabrániť inému vírusu infikovať bunky.

Tento spravodajský článok bol recenziou predbežnej vedeckej správy, ktorá nebola v čase uverejnenia recenzovaná. Od svojho počiatočného zverejnenia bola vedecká správa teraz recenzovaná a prijatá na publikovanie v akademickom časopise. Odkazy na predbežné a recenzované správy nájdete v časti Zdroje na konci tohto článku. Zobraziť zdroje

Referencie:

• 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.

Revízie 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.