Kaasinfektsioonidest moodustunud hübriidsed viiruseosakesed näitavad immuunvastust kõrvalehoidmist ja pikaajalist tropismi

Kaasinfektsioonidest moodustunud hübriidsed viiruseosakesed näitavad immuunvastust kõrvalehoidmist ja pikaajalist tropismi

Hiljuti avaldatud uuringus aastal Looduslik mikrobioloogia Teadlased uurisid viiruse ja viiruse koostoimeid, kasutades inimese kopsurakke, mis olid nakatatud kahe samaaegselt ringleva viirusega, mis põhjustavad hingamisteede infektsioone, respiratoorse süntsütiaalviiruse (RSV) ja A-gripiviirusega (IAV).

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

taustal

Intratsellulaarsed patogeenid, nagu viirused, avaldavad üldiselt tropismi, mis näitab afiinsust valitud rakutüüpide suhtes. Mõningaid rakke ja kudesid võivad kaasnakatada taksonoomiliselt erinevad viirused, kuna erinevatel viirustel võib olla afiinsus sama rakutüübi suhtes.

Kaasinfektsioonid pakuvad viirustele üksteisega suhtlemiseks ökoloogilist niši. Need interaktsioonid hõlmavad pseudotüpiseerimist, kus ühe viiruse pinnavalgud liidetakse teise viirusesse või võivad need viia genoomsete ümberkorraldusteni, mis võivad viia täiesti uute suurenenud nakkuspotentsiaaliga tüvedeni. Kuigi mõned uuringud väidavad, et haiguse tagajärjed ei sõltu kaasinfektsioonidest, näitavad teised tõsiste tulemuste sagenemist kaasinfektsioonide tõttu. Siiski on ebaselged viiruste koostoimete mehhanismid kaasuvate infektsioonide ajal, mis määravad haiguse progresseerumise.

Õppimisest

Käesolevas uuringus kasutati Madin-Darby koera neerurakke (MDCK) ja inimese epidermoidkartsinoomi rakke (HEp-2) hemaglutiniin-1-neuraminidaas 1 (H1N1) IAV ja RSV tüve A2 viiruse tüvede kultiveerimiseks vastavalt. Kultiveeritud inimese kopsu adenokartsinoomi rakud (A549) nakatati IAV-ga ja RSV-ga individuaalselt ja sünkroonselt suure nakkuse korral (MOI).

Naastude analüüse kasutati IAV ja RSV nakkuslike tiitrite määramiseks vastavalt MDCK ja HEp-2 rakkudes. Immunofluorestsentsmikroskoopiat kasutati üksikute ja samaaegselt nakatunud rakkude hindamiseks, et määrata koinfektsioonide mõju viirusvalkude lokaliseerimisele ja nakatunud rakkude proportsioonidele. IAV hemaglutiniini ja RSV liitglükoproteiini immunomärgiseid sisaldavaid viroone uuriti ülilahutusega konfokaalse mikroskoopia abil, et teha kindlaks, kas kahe viiruse glükoproteiini segunemine andis tulemuseks tärkavate viiruseosakeste, mis sisaldasid IAV ja RSV komponente.

Lisaks viidi läbi krüoelektrontomograafia, et uurida samaaegselt nakatunud rakkudest tärkavate RSV ja IAV filamentide struktuurseid omadusi. Lisaks, kuna hübriidviiruse osakesed sisaldaksid nii RSV kui ka IAV pinna glükoproteiine, kasutati IAV hemaglutiniini ja RSV liitglükoproteiini vastaseid antikehi IAV ja RSV viiruste vastastes neutraliseerimistestides, mis koguti individuaalselt ja sünkroonselt nakatunud rakkudest.

IAV-i rakuline retseptor, siaalhape, eemaldati neuraminidaasi abil ja rakud inokuleeriti IAV- ja RSV-viirustega individuaalselt nakatunud või kaasnakatunud rakkudest, et teha kindlaks, kas RSV glükoproteiinide lisamine võib laiendada hübriidviiruse osakeste IAV-retseptori tropismi. Rakud immunovärviti IAV ja RSV nukleoproteiinide suhtes ja kvantifitseeriti.

Breath Biopsy®: täielik käsiraamatu e-raamat

Sissejuhatus hingeõhu biopsiasse, sealhulgas biomarkerid, tehnoloogia, rakendused ja juhtumiuuringud. Laadige alla tasuta koopia

Lisaks nakatati inimese bronhide epiteelirakud koos RSV ja IAV-ga ning parafiiniga nakatunud kultuurid immunovärviti IAV hemaglutiniini ja nukleoproteiini ning kogu RSV virioni suhtes, et teha kindlaks, kas teised asjakohased bioloogilised süsteemid moodustasid hübriidviiruse osakesi.

Tulemused

Tulemused näitasid, et IAV tiitrid olid võrdsed või veidi kõrgemad ja RSV tiitrid olid samaaegselt nakatunud rakkudes madalamad kui rakkudes, mis olid nakatunud kahe viirusega eraldi. Seevastu IAV ja rinoviirusega nakatatud rakkudes oli IAV replikatsioon inhibeeritud. See viitas sellele, et koinfektsiooni tulemused sõltusid kaasatud viiruste tüübist ja sellele järgnevatest viirusspetsiifilistest rakulistest vastustest.

Lisaks näitas uuring, et kaasinfektsioonide käigus tekkinud hübriidviiruse osakesed sisaldasid mõlema vanemviiruse struktuurseid, funktsionaalseid ja genoomseid komponente ning olid nakkusohtlikud. Need hübriidsed viirusosakesed näitasid IAV-le suunatud neutraliseerimise vältimist ja võimet nakatada neuraminidaasiga töödeldud IAV-retseptor-negatiivseid rakke, mis näitab modifitseeritud antigeensust ja laiaulatuslikke tropismiomadusi.

RSV-vastaste glükoproteiinide antikehi kasutav neutraliseerimisanalüüs näitas, et hübriidviiruse osakeste sisenemist rakkudesse vahendab RSV liitglükoproteiin, mis viitab sellele, et IAV võib värvata funktsionaalse ümbrisvalguna mitteseotud viiruse glükoproteiini.

Kuigi IAV-nakkused piirduvad üldiselt ülemiste hingamisteedega, võivad mõlema viiruse struktuursete ja funktsionaalsete komponentidega hübriidviiruse osakesed võimaldada IAV-nakkusi alumiste hingamisteede piirkondades. Need tulemused näitavad haiguse patogeensuse ja raskuse võimalikku suurenemist, samuti tüsistusi, nagu viiruslik kopsupõletik.

Lisaks, kuna IAV läbib kõrge mutatsioonimäära, võivad alumisi hingamisteid nakatavad hübriidviiruse osakesed põhjustada suurenenud patogeneesi ja suurema tropismiga viiruseosakesi hingamisteede alumiste piirkondade jaoks. Tulemused näitasid ka, et hübriidviiruse osakesi säilitati mitmel nakatumisringil ja see toetas IAV levikut tulekindlatesse rakupopulatsioonidesse.

Inimese bronhide epiteelirakkude koinfektsioon näitas hübriidviiruse osakeste moodustumist bioloogiliselt olulistes kudedes ja näitas, et kuna IAV ja RSV mõlemad ringlevad samal hooajal ja jagavad ripsmeliste epiteelirakkude tropismi, on koinfektsioonide ja hübriidviiruse osakeste in vivo tekke tõenäosus suur.

Järeldused

Üldiselt näitas uuring, et RSV ja IAV kaasinfektsioonid moodustavad hübriidviiruse osakesi, millel on modifitseeritud antigeensus ja laienenud tropism, ning viitas muudele sellistele hübriidviiruse osakeste moodustumisele pleomorfse ümbrisega viirustega, nagu RSV, kaasinfektsioonidest.

Autorid usuvad, et kuigi hübriidviiruse osakeste moodustumine sõltub erinevatest teguritest peale struktuurse ühilduvuse, nagu tsirkulatsioonihooaja kattumine ning geograafia ja tropism, kujutavad kaasinfektsioonid endast laia tropismiga hübriidviiruse osakeste ohtu ja suurendavad immuunvastust.

Viide:

• 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

.