Hybridní virové částice vytvořené z koinfekcí vykazují imunitní únik a prodloužený tropismus

Hybridní virové částice vytvořené z koinfekcí vykazují imunitní únik a prodloužený tropismus

V nedávno publikované studii v Přírodní mikrobiologie Výzkumníci zkoumali interakce virus-virus pomocí lidských plicních buněk koinfikovaných dvěma společně cirkulujícími viry, které způsobují respirační infekce, respiračním syncyciálním virem (RSV) a virem chřipky A (IAV).

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

pozadí

Intracelulární patogeny, jako jsou viry, obecně vykazují tropismus, vykazující afinitu k vybraným typům buněk. Některé buňky a tkáně mohou být koinfikovány taxonomicky odlišnými viry, protože různé viry mohou mít afinitu ke stejnému buněčnému typu.

Koinfekce poskytují virům ekologický prostor pro vzájemnou interakci. Tyto interakce zahrnují pseudotypizaci, kdy jsou povrchové proteiny z jednoho viru inkorporovány do druhého viru, nebo by mohly vést ke genomickým přestavbám, které by mohly vést ke zcela novým kmenům se zvýšeným infekčním potenciálem. Zatímco některé studie tvrdí, že výsledky onemocnění jsou nezávislé na koinfekcích, jiné naznačují nárůst závažných následků v důsledku koinfekcí. Mechanismy virových interakcí během koinfekcí, které určují progresi onemocnění, však zůstávají nejasné.

O studiu

V této studii byly buňky psích ledvin Madin-Darby (MDCK) a buňky lidského epidermoidního karcinomu (HEp-2) použity ke kultivaci virových kmenů hemaglutinin-1-neuraminidázy 1 (H1N1) IAV a RSV kmen A2. Kultivované buňky lidského plicního adenokarcinomu (A549) byly infikovány IAV a RSV jednotlivě a synchronně při vysoké multiplicitě infekce (MOI).

Plakové testy byly použity ke stanovení infekčních titrů IAV a RSV v MDCK a HEp-2 buňkách, v daném pořadí. Imunofluorescenční mikroskopie byla použita k hodnocení jednotlivých a koinfikovaných buněk ke stanovení účinku koinfekcí na lokalizaci virových proteinů a podíly infikovaných buněk. Viriony obsahující hemaglutinin IAV a imunoznačky fúzního glykoproteinu RSV byly zkoumány pomocí konfokální mikroskopie s vysokým rozlišením, aby se určilo, zda smíchání dvou virových glykoproteinů vedlo k pučícím virovým částicím obsahujícím složky IAV a RSV.

Kromě toho byla provedena kryo-elektronová tomografie, aby se prozkoumaly strukturální vlastnosti vláken RSV a IAV vycházejících z koinfikovaných buněk. Kromě toho, protože hybridní virové částice by obsahovaly povrchové glykoproteiny z RSV i IAV, protilátky proti hemaglutininu IAV a fúznímu glykoproteinu RSV byly použity v neutralizačních testech proti virům IAV a RSV odebraným z individuálně a synchronně infikovaných buněk.

Buněčný receptor pro IAV, kyselina sialová, byl odstraněn pomocí neuraminidázy a buňky byly inokulovány viry IAV a RSV z individuálně infikovaných nebo koinfikovaných buněk, aby se určilo, zda by inkorporace glykoproteinů RSV mohla rozšířit tropismus IAV receptoru hybridních virových částic. Buňky byly imunobarveny na nukleoproteiny IAV a RSV a kvantifikovány.

Biopsie dechu®: Elektronická kniha kompletního manuálu

Úvod do biopsie dechu, včetně biomarkerů, technologie, aplikací a případových studií. Stáhněte si bezplatnou kopii

Kromě toho byly lidské bronchiální epiteliální buňky koinfikovány RSV a IAV a infikované kultury zalité v parafínu byly imunobarveny na hemaglutinin a nukleoprotein IAV a celý virion RSV, aby se určilo, zda jiné relevantní biologické systémy tvoří částice hybridního viru.

Výsledky

Výsledky uvádějí, že titry IAV byly stejné nebo mírně vyšší a titry RSV byly nižší v koinfikovaných buňkách než v buňkách infikovaných těmito dvěma viry jednotlivě. Naproti tomu v buňkách koinfikovaných IAV a rinovirem byla replikace IAV inhibována. To naznačuje, že výsledky koinfekce byly závislé na typu zahrnutých virů a následných virově specifických buněčných odpovědích.

Kromě toho studie ukázala, že hybridní virové částice generované během koinfekcí obsahovaly strukturální, funkční a genomické složky obou rodičovských virů a byly infekční. Tyto hybridní virové částice prokázaly únik neutralizace cílené na IAV a schopnost infikovat buňky negativní na receptor IAV ošetřené neuraminidázou, což ukazuje na modifikovanou antigenicitu a vlastnosti širokého tropismu.

Neutralizační test s použitím anti-RSV glykoproteinových protilátek ukázal, že vstup hybridních virových částic do buněk je zprostředkován RSV fúzním glykoproteinem, což naznačuje, že IAV může získat nepříbuzný virový glykoprotein jako funkční obalový protein.

Ačkoli jsou infekce IAV obecně omezeny na horní dýchací cesty, hybridní virové částice se strukturálními a funkčními složkami obou virů by mohly umožnit infekce IAV v oblastech dolních cest dýchacích. Tyto výsledky naznačují potenciální zvýšení patogenity a závažnosti onemocnění, stejně jako komplikace, jako je virová pneumonie.

Kromě toho, protože IAV prochází vysokou mírou mutací, hybridní virové částice, které infikují dolní dýchací trakt, by mohly vést k selekci virových částic se zvýšenou patogenezí a větším tropismem pro nižší oblasti dýchacího traktu. Výsledky také ukázaly, že hybridní virové částice byly udržovány během několika kol infekce a podporovaly šíření IAV do populací refrakterních buněk.

Koinfekce lidských bronchiálních epiteliálních buněk prokázala tvorbu hybridních virových částic v biologicky relevantních tkáních a ukázala, že jelikož IAV a RSV obě cirkulují během stejné sezóny a sdílejí tropismus pro řasinkové epiteliální buňky, je pravděpodobnost koinfekcí a in vivo tvorby hybridních virových částic vysoká.

Závěry

Celkově studie prokázala, že koinfekce RSV a IAV tvoří hybridní virové částice, které mají modifikovanou antigenicitu a rozšířený tropismus, a navrhla možnost vzniku dalších takových hybridních virových částic z koinfekcí s pleomorfně obalenými viry, jako je RSV.

Autoři se domnívají, že zatímco tvorba hybridních virových částic závisí na různých faktorech jiných než strukturální kompatibilita, jako je překrývání cirkulační sezóny a geografie a tropismu, koinfekce představují riziko hybridních virových částic se širokým tropismem a zvýšeným imunitním únikem.

Odkaz:

• 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

.