Τα υβριδικά ιικά σωματίδια που σχηματίζονται από συν-λοιμώξεις παρουσιάζουν ανοσολογική διαφυγή και εκτεταμένο τροπισμό

Τα υβριδικά ιικά σωματίδια που σχηματίζονται από συν-λοιμώξεις παρουσιάζουν ανοσολογική διαφυγή και εκτεταμένο τροπισμό

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη στο Φυσική μικροβιολογία Οι ερευνητές εξέτασαν τις αλληλεπιδράσεις ιού-ιού χρησιμοποιώντας ανθρώπινα πνευμονικά κύτταρα συν-μολυσμένα με δύο συγκυκλοφορούντες ιούς που προκαλούν λοιμώξεις του αναπνευστικού, τον αναπνευστικό συγκυτιακό ιό (RSV) και τον ιό της γρίπης Α (IAV).

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

φόντο

Τα ενδοκυτταρικά παθογόνα όπως οι ιοί γενικά παρουσιάζουν τροπισμό, δείχνοντας συγγένεια για επιλεγμένους τύπους κυττάρων. Ορισμένα κύτταρα και ιστοί μπορούν να μολυνθούν ταυτόχρονα από ταξινομικά διαφορετικούς ιούς επειδή διαφορετικοί ιοί μπορεί να έχουν συγγένεια για τον ίδιο τύπο κυττάρου.

Οι συνλοιμώξεις παρέχουν μια οικολογική θέση για τους ιούς να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν ψευδοτυποποίηση, όπου οι επιφανειακές πρωτεΐνες από τον έναν ιό ενσωματώνονται στον άλλο ιό ή θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε γονιδιωματικές αναδιατάξεις που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε εντελώς νέα στελέχη με αυξημένο δυναμικό μολύνσεως. Ενώ ορισμένες μελέτες υποστηρίζουν ότι τα αποτελέσματα της νόσου είναι ανεξάρτητα από τις συν-λοιμώξεις, άλλες υποδεικνύουν αύξηση των σοβαρών εκβάσεων λόγω συν-λοιμώξεων. Ωστόσο, οι μηχανισμοί των ιικών αλληλεπιδράσεων κατά τη διάρκεια συν-λοιμώξεων που καθορίζουν την εξέλιξη της νόσου παραμένουν ασαφείς.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν κύτταρα νεφρού σκύλου Madin-Darby (MDCK) και κύτταρα ανθρώπινου επιδερμοειδούς καρκινώματος (HEp-2) για την καλλιέργεια στελεχών του ιού της αιμοσυγκολλητίνης-1-νεουραμινιδάσης 1 (H1N1) και του στελέχους RSV A2, αντίστοιχα. Καλλιεργημένα κύτταρα ανθρώπινου αδενοκαρκινώματος πνεύμονα (Α549) μολύνθηκαν με IAV και RSV μεμονωμένα και συγχρονισμένα σε υψηλή πολλαπλότητα μόλυνσης (MOI).

Οι δοκιμασίες πλάκας χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των μολυσματικών τίτλων του IAV και του RSV σε κύτταρα MDCK και HEp-2, αντίστοιχα. Χρησιμοποιήθηκε μικροσκόπιο ανοσοφθορισμού για την αξιολόγηση μεμονωμένων και συν-μολυσμένων κυττάρων για τον προσδιορισμό της επίδρασης των συν-μολύνσεων στον εντοπισμό των ιικών πρωτεϊνών και τις αναλογίες των μολυσμένων κυττάρων. Virions που περιέχουν IAV αιμοσυγκολλητίνη και RSV ανοσοσημάνσεις σύντηξης γλυκοπρωτεΐνης εξετάστηκαν χρησιμοποιώντας συνεστιακή μικροσκοπία υπερ-ανάλυσης για να προσδιοριστεί εάν η ανάμειξη των δύο ιικών γλυκοπρωτεϊνών είχε ως αποτέλεσμα τα εκκολαπτόμενα σωματίδια ιού που περιέχουν συστατικά των IAV και RSV.

Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε κρυοηλεκτρονική τομογραφία για να εξεταστούν οι δομικές ιδιότητες των νηματίων RSV και IAV που εκβλάστησαν από τα συν-μολυσμένα κύτταρα. Επιπλέον, επειδή τα υβριδικά ιικά σωματίδια θα περιείχαν επιφανειακές γλυκοπρωτεΐνες τόσο από RSV όσο και από IAV, αντισώματα κατά της αιμοσυγκολλητίνης IAV και της γλυκοπρωτεΐνης σύντηξης RSV χρησιμοποιήθηκαν σε προσδιορισμούς εξουδετέρωσης έναντι ιών IAV και RSV που συλλέχθηκαν από μεμονωμένα και συγχρονισμένα μολυσμένα κύτταρα.

Ο κυτταρικός υποδοχέας για IAV, το σιαλικό οξύ, αφαιρέθηκε χρησιμοποιώντας νευραμινιδάση και τα κύτταρα εμβολιάστηκαν με ιούς IAV και RSV από μεμονωμένα μολυσμένα ή συνμολυσμένα κύτταρα για να προσδιοριστεί εάν η ενσωμάτωση γλυκοπρωτεϊνών RSV θα μπορούσε να επεκτείνει τον τροπισμό του υποδοχέα IAV των σωματιδίων υβριδικού ιού. Τα κύτταρα ανοσοχρωματίστηκαν για τις νουκλεοπρωτεΐνες IAV και RSV και ποσοτικοποιήθηκαν.

Breath Biopsy®: The Complete Manual eBook

Εισαγωγή στη βιοψία αναπνοής, συμπεριλαμβανομένων βιοδεικτών, τεχνολογίας, εφαρμογών και περιπτωσιολογικών μελετών. Κατεβάστε ένα δωρεάν αντίγραφο

Επιπροσθέτως, ανθρώπινα βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα συν-μολύνθηκαν με RSV και IAV και οι μολυσμένες με παραφίνη καλλιέργειες ανοσοχρωματίστηκαν για την αιμοσυγκολλητίνη και την νουκλεοπρωτεΐνη IAV και ολόκληρο το ιικό σωματίδιο RSV για να προσδιοριστεί εάν άλλα σχετικά βιολογικά συστήματα σχημάτισαν σωματίδια υβριδικού ιού.

Αποτελέσματα

Τα αποτελέσματα ανέφεραν ότι οι τίτλοι IAV ήταν ίσοι ή ελαφρώς υψηλότεροι και οι τίτλοι RSV ήταν χαμηλότεροι στα συν-μολυσμένα κύτταρα από ότι στα κύτταρα που είχαν μολυνθεί με τους δύο ιούς ξεχωριστά. Αντίθετα, σε κύτταρα που μολύνθηκαν ταυτόχρονα με IAV και ρινοϊό, η αναπαραγωγή του IAV ανεστάλη. Αυτό υποδηλώνει ότι τα αποτελέσματα της ταυτόχρονης μόλυνσης εξαρτώνται από τον τύπο των ιών που εμπλέκονται και τις επακόλουθες ειδικές για τον ιό κυτταρικές αποκρίσεις.

Επιπλέον, η μελέτη έδειξε ότι τα σωματίδια υβριδικού ιού που δημιουργήθηκαν κατά τις συν-λοιμώξεις περιείχαν δομικά, λειτουργικά και γονιδιωματικά συστατικά και των δύο γονικών ιών και ήταν μολυσματικά. Αυτά τα υβριδικά ιικά σωματίδια έδειξαν αποφυγή εξουδετέρωσης στοχευμένης με IAV και την ικανότητα να μολύνουν κύτταρα αρνητικών στον υποδοχέα IAV που έχουν υποστεί επεξεργασία με νευραμινιδάση, υποδεικνύοντας τροποποιημένη αντιγονικότητα και ευρείες ιδιότητες τροπισμού.

Η δοκιμασία εξουδετέρωσης χρησιμοποιώντας αντισώματα γλυκοπρωτεΐνης αντι-RSV έδειξε ότι η είσοδος σωματιδίων υβριδικού ιού στα κύτταρα μεσολαβείται από τη γλυκοπρωτεΐνη σύντηξης RSV, υποδηλώνοντας ότι ο IAV μπορεί να στρατολογήσει μια άσχετη ιική γλυκοπρωτεΐνη ως λειτουργική πρωτεΐνη φακέλου.

Αν και οι λοιμώξεις από IAV γενικά περιορίζονται στην ανώτερη αναπνευστική οδό, τα σωματίδια υβριδικού ιού με δομικά και λειτουργικά συστατικά και των δύο ιών θα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν λοιμώξεις από IAV στις περιοχές της κατώτερης αναπνευστικής οδού. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν την πιθανή αύξηση της παθογένειας και της σοβαρότητας της νόσου, καθώς και επιπλοκές όπως η ιογενής πνευμονία.

Επιπλέον, επειδή το IAV υφίσταται υψηλά ποσοστά μετάλλαξης, τα σωματίδια υβριδικού ιού που μολύνουν την κατώτερη αναπνευστική οδό θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην επιλογή σωματιδίων ιού με αυξημένη παθογένεση και μεγαλύτερο τροπισμό για τις κατώτερες περιοχές της αναπνευστικής οδού. Τα αποτελέσματα έδειξαν επίσης ότι τα σωματίδια υβριδικού ιού διατηρήθηκαν σε πολλούς γύρους μόλυνσης και υποστήριξαν την εξάπλωση του IAV σε πληθυσμούς ανθεκτικών κυττάρων.

Η ταυτόχρονη μόλυνση των ανθρώπινων βρογχικών επιθηλιακών κυττάρων έδειξε τον σχηματισμό σωματιδίων υβριδικού ιού σε βιολογικά σχετικούς ιστούς και έδειξε ότι εφόσον τα IAV και RSV κυκλοφορούν και τα δύο κατά την ίδια εποχή και μοιράζονται τον τροπισμό για τα βλεφαριδωτά επιθηλιακά κύτταρα, η πιθανότητα συνομολύνσεων και in vivo δημιουργίας σωματιδίων υβριδικού ιού είναι υψηλή.

συμπεράσματα

Συνολικά, η μελέτη έδειξε ότι οι συνλοιμώξεις από RSV και IAV σχηματίζουν υβριδικά σωματίδια ιού που έχουν τροποποιήσει την αντιγονικότητα και διευρύνει τον τροπισμό και πρότεινε την πιθανότητα άλλων τέτοιων σχηματισμών σωματιδίων υβριδικού ιού από συνλοιμώξεις με πλειομορφικά περικαλυμμένους ιούς όπως ο RSV.

Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι ενώ ο σχηματισμός σωματιδίων υβριδικού ιού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες εκτός από τη δομική συμβατότητα, όπως η επικάλυψη στην εποχή κυκλοφορίας και η γεωγραφία και ο τροπισμός, οι συνμολύνσεις ενέχουν τον κίνδυνο σωματιδίων υβριδικού ιού με ευρύ τροπισμό και αυξημένη ανοσολογική διαφυγή.

Αναφορά:

• 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

.