Las partículas virales híbridas formadas a partir de coinfecciones exhiben evasión inmune y tropismo extendido

Las partículas virales híbridas formadas a partir de coinfecciones exhiben evasión inmune y tropismo extendido

En un estudio publicado recientemente en microbiología natural Los investigadores examinaron las interacciones virus-virus utilizando células pulmonares humanas coinfectadas con dos virus cocirculantes que causan infecciones respiratorias: el virus respiratorio sincitial (RSV) y el virus de la influenza A (IAV).

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

fondo

Los patógenos intracelulares, como los virus, generalmente exhiben tropismo y muestran afinidad por tipos de células seleccionados. Algunas células y tejidos pueden ser coinfectados por virus taxonómicamente diferentes porque diferentes virus pueden tener afinidad por el mismo tipo de célula.

Las coinfecciones proporcionan un nicho ecológico para que los virus interactúen entre sí. Estas interacciones incluyen el pseudotipado, en el que las proteínas de la superficie de un virus se incorporan al otro virus, o podrían dar lugar a reordenamientos genómicos que podrían conducir a cepas completamente nuevas con un mayor potencial infeccioso. Si bien algunos estudios afirman que los resultados de las enfermedades son independientes de las coinfecciones, otros indican un aumento de los resultados graves debido a las coinfecciones. Sin embargo, los mecanismos de las interacciones virales durante las coinfecciones que determinan la progresión de la enfermedad aún no están claros.

Sobre estudiar

En el presente estudio, se utilizaron células de riñón canino Madin-Darby (MDCK) y células de carcinoma epidermoide humano (HEp-2) para cultivar cepas de virus IAV de hemaglutinina-1-neuraminidasa 1 (H1N1) y cepa A2 de RSV, respectivamente. Se infectaron células cultivadas de adenocarcinoma de pulmón humano (A549) con IAV y RSV de forma individual y sincrónica con una alta multiplicidad de infección (MOI).

Se utilizaron ensayos en placa para determinar los títulos infecciosos de IAV y RSV en células MDCK y HEp-2, respectivamente. Se utilizó microscopía de inmunofluorescencia para evaluar células individuales y coinfectadas para determinar el efecto de las coinfecciones en la localización de proteínas virales y las proporciones de células infectadas. Los viriones que contenían inmunoetiquetas de hemaglutinina de IAV y glicoproteína de fusión de RSV se examinaron mediante microscopía confocal de superresolución para determinar si la mezcla de las dos glicoproteínas virales daba como resultado partículas de virus en ciernes que contenían componentes de IAV y RSV.

Además, se realizó una tomografía crioelectrónica para examinar las propiedades estructurales de los filamentos de RSV y IAV que brotan de las células coinfectadas. Además, debido a que las partículas virales híbridas contendrían glicoproteínas de superficie tanto de RSV como de IAV, se usaron anticuerpos contra la hemaglutinina de IAV y la glicoproteína de fusión de RSV en ensayos de neutralización contra virus de IAV y RSV recolectados de células infectadas de forma individual y sincrónica.

El receptor celular para IAV, el ácido siálico, se eliminó usando neuraminidasa, y se inocularon células con virus IAV y RSV de células infectadas individualmente o coinfectadas para determinar si la incorporación de glicoproteínas de RSV podría expandir el tropismo del receptor IAV de las partículas de virus híbridos. Las células se inmunotiñeron para detectar las nucleoproteínas de IAV y RSV y se cuantificaron.

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Además, se coinfectaron células epiteliales bronquiales humanas con RSV e IAV, y se inmunotiñeron cultivos infectados incluidos en parafina para detectar hemaglutinina y nucleoproteína de IAV y todo el virión de RSV para determinar si otros sistemas biológicos relevantes formaban partículas de virus híbridos.

Resultados

Los resultados informaron que los títulos de IAV eran iguales o ligeramente superiores y los títulos de RSV eran más bajos en las células coinfectadas que en las células infectadas con los dos virus individualmente. Por el contrario, en células coinfectadas con IAV y rinovirus, se inhibió la replicación del IAV. Esto sugirió que los resultados de la coinfección dependían del tipo de virus involucrados y de las respuestas celulares posteriores específicas del virus.

Además, el estudio demostró que las partículas de virus híbridos generadas durante las coinfecciones contenían componentes estructurales, funcionales y genómicos de ambos virus parentales y eran infecciosas. Estas partículas virales híbridas demostraron evadir la neutralización dirigida al IAV y la capacidad de infectar células negativas para el receptor del IAV tratadas con neuraminidasa, lo que indica antigenicidad modificada y propiedades de tropismo amplio.

El ensayo de neutralización utilizando anticuerpos anti-glucoproteína del RSV mostró que la entrada de partículas de virus híbridos en las células está mediada por la glicoproteína de fusión del RSV, lo que sugiere que el IAV puede reclutar una glicoproteína viral no relacionada como proteína de la envoltura funcional.

Aunque las infecciones por IAV generalmente se limitan al tracto respiratorio superior, las partículas de virus híbridos con componentes estructurales y funcionales de ambos virus podrían permitir infecciones por IAV en las regiones del tracto respiratorio inferior. Estos resultados indican el potencial aumento de la patogenicidad y gravedad de la enfermedad, así como de complicaciones como la neumonía viral.

Además, debido a que el IAV sufre altas tasas de mutación, las partículas de virus híbridos que infectan el tracto respiratorio inferior podrían conducir a la selección de partículas de virus con mayor patogénesis y mayor tropismo por las regiones inferiores del tracto respiratorio. Los resultados también mostraron que las partículas de virus híbridos se mantuvieron durante múltiples rondas de infección y apoyaron la propagación del IAV a poblaciones de células refractarias.

La coinfección de células epiteliales bronquiales humanas demostró la formación de partículas de virus híbridos en tejidos biológicamente relevantes e indicó que dado que IAV y RSV circulan durante la misma estación y comparten el tropismo por las células epiteliales ciliadas, la probabilidad de coinfecciones y generación in vivo de partículas de virus híbridos es alta.

Conclusiones

En general, el estudio demostró que las coinfecciones por RSV e IAV forman partículas de virus híbridos que tienen antigenicidad modificada y tropismo expandido y sugirió la posibilidad de otras formaciones de partículas de virus híbridos similares a partir de coinfecciones con virus con envoltura pleomórfica como el RSV.

Los autores creen que, si bien la formación de partículas de virus híbridos depende de varios factores además de las compatibilidades estructurales, como la superposición en la temporada de circulación, la geografía y el tropismo, las coinfecciones plantean el riesgo de partículas de virus híbridos con un tropismo amplio y una mayor evasión inmune.

Referencia:

• 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

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