Хибридните вирусни частици, образувани от съпътстващи инфекции, проявяват имунно избягване и разширен тропизъм

Хибридните вирусни частици, образувани от съпътстващи инфекции, проявяват имунно избягване и разширен тропизъм

В наскоро публикувано проучване в Естествена микробиология Изследователите са изследвали взаимодействията вирус-вирус, използвайки човешки белодробни клетки, коинфектирани с два съвместно циркулиращи вируса, които причиняват респираторни инфекции, респираторен синцитиален вирус (RSV) и грипен вирус А (IAV).

Lernen: Eine Koinfektion durch das Influenza-A-Virus und das Respiratory-Syncytial-Virus erzeugt hybride Viruspartikel. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

фон

Вътреклетъчните патогени като вируси обикновено проявяват тропизъм, показвайки афинитет към избрани типове клетки. Някои клетки и тъкани могат да бъдат коинфектирани от таксономично различни вируси, тъй като различни вируси могат да имат афинитет към един и същи клетъчен тип.

Коинфекциите осигуряват екологична ниша за вирусите да взаимодействат помежду си. Тези взаимодействия включват псевдотипиране, при което повърхностните протеини от един вирус се включват в другия вирус или могат да доведат до геномни пренареждания, които могат да доведат до изцяло нови щамове с повишен инфекциозен потенциал. Докато някои проучвания твърдят, че резултатите от заболяването са независими от съпътстващи инфекции, други показват увеличаване на тежките резултати, дължащи се на съпътстващи инфекции. Въпреки това, механизмите на вирусните взаимодействия по време на ко-инфекции, които определят прогресията на заболяването, остават неясни.

Относно ученето

В настоящото изследване, Madin-Darby кучешки бъбречни клетки (MDCK) и клетки от човешки епидермоиден карцином (HEp-2) бяха използвани за култивиране съответно на хемаглутинин-1-невраминидаза 1 (H1N1) IAV и RSV щам A2 вирусни щамове. Култивирани човешки белодробни аденокарциномни клетки (A549) бяха инфектирани с IAV и RSV индивидуално и синхронно при висока множественост на инфекцията (MOI).

Анализите на плаки бяха използвани за определяне на инфекциозни титри на IAV и RSV в MDCK и HEp-2 клетки, съответно. Имунофлуоресцентната микроскопия се използва за оценка на единични и коинфектирани клетки, за да се определи ефектът от коинфекциите върху локализацията на вирусните протеини и пропорциите на инфектираните клетки. Вириони, съдържащи IAV хемаглутинин и RSV слети гликопротеинови имуномаркери, бяха изследвани с помощта на конфокална микроскопия със супер разделителна способност, за да се определи дали смесването на двата вирусни гликопротеина е довело до напъпили вирусни частици, съдържащи компоненти на IAV и RSV.

Освен това беше извършена криоелектронна томография, за да се изследват структурните свойства на RSV и IAV нишките, които се появяват от коинфектираните клетки. Освен това, тъй като хибридните вирусни частици ще съдържат повърхностни гликопротеини както от RSV, така и от IAV, антитела срещу IAV хемаглутинин и RSV слят гликопротеин са използвани в неутрализационни анализи срещу IAV и RSV вируси, събрани от индивидуално и синхронно заразени клетки.

Клетъчният рецептор за IAV, сиалова киселина, се отстранява с помощта на невраминидаза и клетките се инокулират с IAV и RSV вируси от индивидуално инфектирани или коинфектирани клетки, за да се определи дали включването на RSV гликопротеини може да разшири тропизма на IAV рецептора на хибридни вирусни частици. Клетките бяха имунооцветени за IAV и RSV нуклеопротеините и количествено определени.

Breath Biopsy®: Пълната електронна книга с ръководство

Въведение в дихателната биопсия, включително биомаркери, технология, приложения и казуси. Изтеглете безплатно копие

В допълнение, човешките бронхиални епителни клетки бяха коинфектирани с RSV и IAV, а вградените в парафин инфектирани култури бяха имунооцветени за IAV хемаглутинин и нуклеопротеин и целия RSV вирион, за да се определи дали други съответни биологични системи образуват хибридни вирусни частици.

Резултати

Резултатите съобщават, че титрите на IAV са равни или малко по-високи, а титрите на RSV са по-ниски в коинфектирани клетки, отколкото в клетки, инфектирани с двата вируса поотделно. Обратно, в клетки, коинфектирани с IAV и риновирус, репликацията на IAV е инхибирана. Това предполага, че резултатите от коинфекцията зависят от вида на засегнатите вируси и последващите специфични за вируса клетъчни отговори.

Освен това проучването показа, че хибридните вирусни частици, генерирани по време на коинфекции, съдържат структурни, функционални и геномни компоненти на двата родителски вируса и са инфекциозни. Тези хибридни вирусни частици демонстрират избягване на насочената към IAV неутрализация и способността да инфектират третирани с невраминидаза IAV рецептор-отрицателни клетки, което показва модифицирана антигенност и широки тропични свойства.

Неутрализационният анализ, използващ анти-RSV гликопротеинови антитела, показа, че навлизането на хибридни вирусни частици в клетките се медиира от RSV слетия гликопротеин, което предполага, че IAV може да набере несвързан вирусен гликопротеин като функционален протеин на обвивката.

Въпреки че IAV инфекциите обикновено са ограничени до горните дихателни пътища, хибридни вирусни частици със структурни и функционални компоненти на двата вируса могат да позволят IAV инфекции в регионите на долните дихателни пътища. Тези резултати показват потенциалното увеличаване на патогенността и тежестта на заболяването, както и усложнения като вирусна пневмония.

Освен това, тъй като IAV претърпява високи нива на мутация, хибридни вирусни частици, които заразяват долните дихателни пътища, могат да доведат до селекция на вирусни частици с повишена патогенеза и по-голям тропизъм за долните области на дихателните пътища. Резултатите също така показват, че хибридните вирусни частици се поддържат в множество кръгове на инфекция и поддържат разпространението на IAV в рефрактерни клетъчни популации.

Коинфекция на човешки бронхиални епителни клетки демонстрира образуването на хибридни вирусни частици в биологично значими тъкани и показва, че тъй като IAV и RSV циркулират през един и същи сезон и споделят тропизма за ресничести епителни клетки, вероятността от коинфекции и in vivo генериране на хибридни вирусни частици е висока.

Изводи

Като цяло, проучването демонстрира, че коинфекциите от RSV и IAV образуват хибридни вирусни частици, които имат модифицирана антигенност и разширен тропизъм и предполагат възможността за образуване на други такива хибридни вирусни частици от коинфекции с вируси с плеоморфна обвивка като RSV.

Авторите смятат, че докато образуването на хибридни вирусни частици зависи от различни фактори, различни от структурни съвместимости, като припокриване в сезона на циркулация и география и тропизъм, коинфекциите представляват риск от хибридни вирусни частици с широк тропизъм и повишено избягване на имунитета.

Справка:

• Haney, J., Vijayakrishnan, S., Streetley, J., Dee, K., Goldfarb, DM, Clarke, M., Mullin, M., Carter, SD, Bhella, D., & Murcia, PR (2022) . Eine Koinfektion durch das Influenza-A-Virus und das Respiratory-Syncytial-Virus erzeugt hybride Viruspartikel. Naturmikrobiologie. doi: https://doi.org/10.1038/s41564-022-01242-5 https://www.nature.com/articles/s41564-022-01242-5

.