Samanaikaisista infektioista muodostuneet hybridiviruspartikkelit osoittavat immuunivastetta ja laajennettua tropismia

Samanaikaisista infektioista muodostuneet hybridiviruspartikkelit osoittavat immuunivastetta ja laajennettua tropismia

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa vuonna Luonnollinen mikrobiologia Tutkijat tutkivat virusten ja virusten välisiä vuorovaikutuksia käyttämällä ihmisen keuhkosoluja, jotka oli infektoitunut kahdella samanaikaisesti kiertävällä viruksella, jotka aiheuttavat hengitystieinfektioita, hengitysteiden synsyyttiviruksen (RSV) ja influenssa A -viruksen (IAV).

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

tausta

Solunsisäiset patogeenit, kuten virukset, osoittavat yleensä tropismia, mikä osoittaa affiniteettia valittuihin solutyyppeihin. Jotkin solut ja kudokset voivat infektoitua samanaikaisesti taksonomisesti erilaisilla viruksilla, koska eri viruksilla voi olla affiniteettia samaan solutyyppiin.

Yhteisinfektiot tarjoavat viruksille ekologisen markkinaraon vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Näihin vuorovaikutuksiin kuuluu pseudotyypitys, jossa yhden viruksen pintaproteiinit liitetään toiseen virukseen, tai ne voivat johtaa genomisen uudelleenjärjestelyihin, jotka voivat johtaa täysin uusiin kantoihin, joilla on lisääntynyt tartuntapotentiaali. Vaikka jotkin tutkimukset väittävät, että sairaudet ovat riippumattomia rinnakkaisinfektioista, toiset viittaavat vakavien seurausten lisääntymiseen rinnakkaisten infektioiden vuoksi. Virusvuorovaikutusten mekanismit rinnakkaisinfektioiden aikana, jotka määräävät taudin etenemisen, ovat kuitenkin epäselviä.

Opiskelusta

Tässä tutkimuksessa Madin-Darby koiran munuaissoluja (MDCK) ja ihmisen epidermoidikarsinoomasoluja (HEp-2) käytettiin hemagglutiniini-1-neuraminidaasi 1 (H1N1) IAV- ja RSV-kannan A2-viruskantojen viljelemiseen, vastaavasti. Viljellyt ihmisen keuhkojen adenokarsinoomasolut (A549) infektoitiin IAV:lla ja RSV:llä erikseen ja synkronisesti suurella infektiokertoimella (MOI).

Plakkimäärityksiä käytettiin IAV:n ja RSV:n tarttuvien tiitterien määrittämiseen MDCK- ja HEp-2-soluissa, vastaavasti. Immunofluoresenssimikroskopiaa käytettiin yksittäisten ja samanaikaisesti infektoituneiden solujen arvioimiseen, jotta määritettiin yhteisinfektioiden vaikutus virusproteiinien lokalisaatioon ja infektoituneiden solujen osuuksiin. Virionit, jotka sisälsivät IAV-hemagglutiniinin ja RSV-fuusioglykoproteiinin immunoleimoja, tutkittiin käyttämällä superresoluutiota konfokaalimikroskopiaa sen määrittämiseksi, johtiko kahden viruksen glykoproteiinin sekoittaminen orastuviin viruspartikkeleihin, jotka sisälsivät IAV- ja RSV-komponentteja.

Lisäksi suoritettiin kryoelektronitomografia tutkimaan RSV- ja IAV-filamenttien rakenteellisia ominaisuuksia, jotka silmuavat samanaikaisesti infektoiduista soluista. Lisäksi, koska hybridiviruspartikkelit sisältäisivät pinnan glykoproteiineja sekä RSV:stä että IAV:sta, vasta-aineita IAV-hemagglutiniinia ja RSV-fuusioglykoproteiinia vastaan ​​käytettiin neutralointimäärityksissä IAV- ja RSV-viruksia vastaan, jotka kerättiin yksittäisistä ja synkronisesti infektoiduista soluista.

IAV:n solureseptori, siaalihappo, poistettiin käyttämällä neuraminidaasia, ja solut ympättiin IAV- ja RSV-viruksilla yksittäin infektoiduista tai samanaikaisesti infektoiduista soluista sen määrittämiseksi, voisiko RSV-glykoproteiinien sisällyttäminen laajentaa hybridiviruspartikkelien IAV-reseptorin tropismia. Solut immunovärjättiin IAV- ja RSV-nukleoproteiinien suhteen ja kvantifioitiin.

Breath Biopsy®: Täydellinen käyttöopas e-kirja

Johdatus hengitysbiopsiaan, mukaan lukien biomarkkerit, teknologia, sovellukset ja tapaustutkimukset. Lataa ilmainen kopio

Lisäksi ihmisen keuhkoputkien epiteelisoluja infektoitiin samanaikaisesti RSV:llä ja IAV:lla, ja parafiiniin upotetut infektoidut viljelmät immunovärjättiin IAV-hemagglutiniinin ja nukleoproteiinin ja koko RSV-virionin suhteen sen määrittämiseksi, muodostivatko muut asiaankuuluvat biologiset järjestelmät hybridiviruspartikkeleita.

Tulokset

Tulokset raportoivat, että IAV-tiitterit olivat yhtä suuret tai hieman korkeammat ja RSV-tiitterit olivat pienempiä samanaikaisesti infektoiduissa soluissa kuin soluissa, jotka oli infektoitu kahdella viruksella erikseen. Sitä vastoin IAV:lla ja rinoviruksella koinfektoiduissa soluissa IAV:n replikaatio estyi. Tämä viittasi siihen, että yhteisinfektion tulokset riippuivat mukana olevien virusten tyypistä ja myöhemmistä virusspesifisistä soluvasteista.

Lisäksi tutkimus osoitti, että rinnakkaisinfektioiden aikana syntyneet hybridiviruspartikkelit sisälsivät molempien vanhempien virusten rakenteellisia, toiminnallisia ja genomisia komponentteja ja olivat tarttuvia. Nämä hybridiviruspartikkelit osoittivat IAV-kohdistetun neutraloinnin välttämistä ja kykyä infektoida neuraminidaasilla käsiteltyjä IAV-reseptorinegatiivisia soluja, mikä osoittaa muunnetun antigeenisyyden ja laajan tropismin ominaisuudet.

Neutralointikoe, jossa käytettiin anti-RSV-glykoproteiinivasta-aineita, osoitti, että hybridiviruspartikkelien pääsy soluihin on RSV-fuusioglykoproteiinin välittämää, mikä viittaa siihen, että IAV voi värvätä ei-sukulaisen viruksen glykoproteiinin toiminnalliseksi vaippaproteiiniksi.

Vaikka IAV-infektiot rajoittuvat yleensä ylähengitysteihin, hybridiviruspartikkelit, joissa on molempien virusten rakenteellisia ja toiminnallisia komponentteja, voivat mahdollistaa IAV-infektiot alempien hengitysteiden alueilla. Nämä tulokset osoittavat taudin patogeenisyyden ja vakavuuden mahdollisen lisääntymisen sekä komplikaatioita, kuten viruskeuhkokuumeen.

Lisäksi, koska IAV käy läpi korkeita mutaatiomääriä, hybridiviruspartikkelit, jotka infektoivat alempia hengitysteitä, voivat johtaa viruspartikkelien valikoitumiseen, joilla on lisääntynyt patogeneesi ja suurempi tropismi hengitysteiden alemmille alueille. Tulokset osoittivat myös, että hybridiviruspartikkelit säilyivät useiden infektiokierrosten ajan ja tukivat IAV:n leviämistä tulenkestävissä solupopulaatioissa.

Ihmisen keuhkoputken epiteelisolujen yhteisinfektio osoitti hybridiviruspartikkelien muodostumisen biologisesti merkityksellisissä kudoksissa ja osoitti, että koska IAV ja RSV molemmat kiertävät saman kauden aikana ja jakavat tropismin väreepiteelisolujen suhteen, todennäköisyys yhteisinfektioille ja hybridiviruspartikkelien muodostumiselle in vivo on korkea.

Johtopäätökset

Kaiken kaikkiaan tutkimus osoitti, että RSV:n ja IAV:n aiheuttamat yhteisinfektiot muodostavat hybridiviruspartikkeleita, joilla on muunnettu antigeenisyyttä ja laajennettu tropismi, ja ehdotti muiden tällaisten hybridiviruspartikkelien muodostumien mahdollisuutta pleomorfisesti vaipallisten virusten, kuten RSV:n, kanssa tapahtuneista yhteisinfektioista.

Kirjoittajat uskovat, että vaikka hybridiviruspartikkelien muodostuminen riippuu useista muista tekijöistä kuin rakenteellisista yhteensopivuuksista, kuten kiertokauden ja maantieteellisen sijainnin ja tropismin päällekkäisyydestä, yhteisinfektiot aiheuttavat riskin hybridiviruspartikkeleista, joilla on laaja tropismi ja lisääntynyt immuunijärjestelmän kierto.

Viite:

• 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

.