Vilken inverkan har SARS-CoV-2 på HIV-1-smittsamhet?

Vilken inverkan har SARS-CoV-2 på HIV-1-smittsamhet?

I en nyligen publicerad studie Forskningsplats * Preprint-server: Forskare undersökte effekten av allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) och SARS-CoV-höljeproteiner (E) på infektionsförmågan hos humant immunbristvirus typ 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

Den här nyhetsartikeln var en recension av en preliminär vetenskaplig rapport som inte hade granskats av experter vid tidpunkten för publiceringen. Sedan den första publiceringen har den vetenskapliga rapporten nu granskats och godkänts för publicering i en akademisk tidskrift. Länkar till de preliminära och expertgranskade rapporterna finns i avsnittet Källor i slutet av den här artikeln. Visa källor

Viruskodade jonkanaler kallas viroporiner och är involverade i bildandet och frisättningen av virus. Både influensa A-virus och HIV-1 kodar för viroporiner. SARS-CoV-2 kodar för minst två viroporiner: höljesproteinet (E) och den öppna läsramen (ORF)-3a. När det gäller storlek, position i membranet, jonkanalaktivitet och roll för att främja virusfrisättning, liknar CoV-E-proteiner HIV-1 viralt protein U (Vpu). Baserat på dessa likheter bestämde teamet de biologiska egenskaperna hos SARS-CoV-2 E-proteinet i förhållande till HIV-1 för att bedöma om det kunde ersätta HIV-1 Vpu.

Om studien

I den aktuella studien undersökte forskarna HIV-1-replikation i närvaro av beta-coronavirus E-proteiner.

Teamet undersökte först det intracellulära uttrycket av SARS-CoV-2 E-proteinet. SARS-CoV-2 E-proteinet uttrycktes i COS-7-celler med användning av en vektor märkt vid C-terminalen med en hemagglutinin (HA)-tagg. E-proteinet immunfärgades sedan med anti-HA-antikroppar såväl som antikroppar mot LAMP-1 (sena endosomer/lysosomer), det endoplasmatiska retikulumet (ER)-Golgi-mellanrum (ERGIC53) och Golgin97 (trans-Golgi). Teamet samtransfekterade sedan celler med plasmider som uttrycker E-HA-proteinet och vektorer som uttrycker ER-MoxGFP (RER), TGN38-GFP (TGN) eller Giantin-GFP (cis/medial Golgi) för att undersöka samlokaliseringen av E-proteinet och ER, TGN och cis-mediala Golgi. I dessa samtransfektioner fixerades celler som permeabiliserades och immunfärgades med en anti-HA-antikropp för att detektera E-proteinet.

Dessutom jämförde teamet den intracellulära lokaliseringen av SARS-CoV-2 E med SARS-CoV, Middle East Respiratory Syndrome (MERS)-CoV och HCoV-OC43 E-proteiner. De testade sedan mängden infektiös HIV-1 eller vpuHIV-1 som producerades för att avgöra om SARS-CoV-2 E-proteinet skulle öka eller minska mängden. Den tomma pcDNA3.1(+)-vektorn, som kodade för E-proteinet av SARS-CoV-2, glykoproteinet D (gD) från herpes simplex-virus typ 1 (HSV-1), som var en positiv kontroll för restriktion, eller gD[TMCT] som utsöndrades av celler och inte begränsade HIV-1, och pNL4-3-celler var alla i HEK293-celler samtransfekterade.

Resultat

Studieresultaten visade att ER-, ERGIC-, TGN-, trans-Golgi- och cis-mediala Golgi-markörerna var samlokaliserade med E-proteinet. Emellertid hade varken cellplasmamembranet eller lysosomerna E-proteinet. Detta antydde att de tre E-proteinerna var lokaliserade i cellen, liknande E-proteinet i SARS-CoV-2. Närvaron av SARS-CoV-2 E-proteinet minskade dramatiskt mängden smittsam HIV-1 som frisattes. SARS-CoV-2 E- och gD-proteinerna som finns i cellysaten uttrycktes väl under samtransfektionerna, vilket framgår av immunoblotterna. Dessutom fann teamet att i frånvaro av Vpu-proteinet minskade proteinet Bone Marrow Stroma Cell Antigen 2 (BST-2) mängden HIV-1.

Teamet observerade att samtransfektion med vektorer som kodar för vpu HIV-1-genomet, BST-2 och SARS-CoV-2 E-proteinet minskade produktionen av det infektiösa viruset, men inte lika signifikant som HSV-1 gD-proteinet. Immunoblots av cellysaten för gD, BST-2 och SARS-CoV-2 E-proteinet visade att dessa proteiner visade signifikant uttryck under samtransfektionerna. Sammantaget fann teamet att E-proteinet i SARS-CoV-2 förhindrade tillväxten av båda virusen och inte kunde ersätta funktionen hos Vpu-proteinet.

Undersökning av det intracellulära uttrycket av dessa E-proteiner avslöjade att de, i likhet med E-proteinet i SARS-CoV-2, var lokaliserade uteslutande i ER- och Golgi-delarna av cellen, utan att visa något uttryck på cellytan. Även om gD var närvarande, hade det ingen effekt på mängden smittsam HIV-1 som frigjordes. Istället begränsades publiceringen. De SARS-CoV-2-relaterade och SARS-CoV-relaterade E-proteinerna minskade signifikant mängden smittsam HIV-1 som frisattes med 1,3 % respektive 1,4 %. Mindre restriktion observerades för MERS-CoV- och HCoV-OC43 E-proteinerna i nästan 37 % respektive 16 % av pcDNA3.1(+)-kontrollen.

SARS-CoV-2- och MERS-CoV-E-proteinerna delade på cirka 37 % av sina aminosyrasekvenser, medan SARS-CoV-2- och HCoV-OC43-E-proteinerna delade på cirka 26 %. Expressionen av gD- och E-proteinerna verifierades genom immunoutfällning från cellysat från restriktionsanalyserna. Dessa resultat ger ytterligare information om specificiteten av HIV-1-restriktion.

Sammantaget visade studieresultaten förmågan hos SARS-CoV-2- och SARS-CoV-E-proteinerna att avsevärt förhindra utvecklingen av en smittsam HIV-1-infektion. Studien fann att proteinsyntesen med största sannolikhet hämmades och apoptos utlöstes av uttrycket av SARS-CoV-2 E-proteinet. Dessa resultat gav bevis för att ett viroporin från ett virus kan förhindra ett annat virus från att infektera celler.

Den här nyhetsartikeln var en recension av en preliminär vetenskaplig rapport som inte hade granskats av experter vid tidpunkten för publiceringen. Sedan den första publiceringen har den vetenskapliga rapporten nu granskats och godkänts för publicering i en akademisk tidskrift. Länkar till de preliminära och expertgranskade rapporterna finns i avsnittet Källor i slutet av den här artikeln. Visa källor

Referenser:

• 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.

Artikelrevisioner

• 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.