Les particules virales hybrides formées à partir de co-infections présentent une évasion immunitaire et un tropisme étendu

Les particules virales hybrides formées à partir de co-infections présentent une évasion immunitaire et un tropisme étendu

Dans une étude récemment publiée dans Microbiologie naturelle Les chercheurs ont examiné les interactions virus-virus en utilisant des cellules pulmonaires humaines co-infectées par deux virus co-circulants responsables d'infections respiratoires, le virus respiratoire syncytial (RSV) et le virus de la grippe A (IAV).

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

arrière-plan

Les agents pathogènes intracellulaires tels que les virus présentent généralement un tropisme, montrant une affinité pour certains types de cellules. Certaines cellules et certains tissus peuvent être co-infectés par des virus taxonomiquement différents, car différents virus peuvent avoir une affinité pour le même type de cellule.

Les co-infections constituent une niche écologique permettant aux virus d’interagir les uns avec les autres. Ces interactions incluent le pseudotypage, où les protéines de surface d'un virus sont incorporées dans l'autre virus, ou elles pourraient conduire à des réarrangements génomiques qui pourraient conduire à des souches entièrement nouvelles avec un potentiel infectieux accru. Alors que certaines études affirment que les conséquences de la maladie sont indépendantes des co-infections, d’autres indiquent une augmentation des conséquences graves dues aux co-infections. Cependant, les mécanismes des interactions virales au cours des co-infections qui déterminent la progression de la maladie restent flous.

À propos des études

Dans la présente étude, des cellules rénales canines Madin-Darby (MDCK) et des cellules de carcinome épidermoïde humain (HEp-2) ont été utilisées pour cultiver les souches virales de l'hémagglutinine-1-neuraminidase 1 (H1N1) IAV et RSV souche A2, respectivement. Des cellules d'adénocarcinome du poumon humain en culture (A549) ont été infectées par l'IAV et le RSV individuellement et de manière synchrone à une multiplicité d'infection (MOI) élevée.

Des analyses de plaques ont été utilisées pour déterminer les titres infectieux d'IAV et de RSV dans les cellules MDCK et HEp-2, respectivement. La microscopie d'immunofluorescence a été utilisée pour évaluer des cellules simples et co-infectées afin de déterminer l'effet des co-infections sur la localisation des protéines virales et les proportions de cellules infectées. Les virions contenant de l'hémagglutinine de l'IAV et des immunomarqueurs de glycoprotéines de fusion du RSV ont été examinés par microscopie confocale à super-résolution pour déterminer si le mélange des deux glycoprotéines virales entraînait l'apparition de particules virales bourgeonnantes contenant des composants de l'IAV et du RSV.

De plus, une tomographie cryoélectronique a été réalisée pour examiner les propriétés structurelles des filaments RSV et IAV bourgeonnant à partir des cellules co-infectées. De plus, étant donné que les particules virales hybrides contiendraient des glycoprotéines de surface du RSV et de l'IAV, des anticorps contre l'hémagglutinine de l'IAV et la glycoprotéine de fusion du RSV ont été utilisés dans des tests de neutralisation contre les virus de l'IAV et du RSV collectés à partir de cellules infectées individuellement et de manière synchrone.

Le récepteur cellulaire de l'IAV, l'acide sialique, a été éliminé à l'aide de la neuraminidase, et les cellules ont été inoculées avec des virus IAV et RSV provenant de cellules infectées individuellement ou co-infectées afin de déterminer si l'incorporation de glycoprotéines du RSV pourrait accroître le tropisme du récepteur IAV des particules virales hybrides. Les cellules ont été immunocolorées pour les nucléoprotéines IAV et RSV et quantifiées.

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De plus, les cellules épithéliales bronchiques humaines ont été co-infectées par le RSV et l'IAV, et les cultures infectées incluses en paraffine ont été immunocolorées pour l'hémagglutinine et la nucléoprotéine de l'IAV et pour l'ensemble du virion du RSV afin de déterminer si d'autres systèmes biologiques pertinents formaient des particules virales hybrides.

Résultats

Les résultats ont indiqué que les titres d’IAV étaient égaux ou légèrement supérieurs et que les titres de RSV étaient inférieurs dans les cellules co-infectées que dans les cellules infectées individuellement par les deux virus. En revanche, dans les cellules co-infectées par l’IAV et le rhinovirus, la réplication de l’IAV était inhibée. Cela suggère que les résultats de la co-infection dépendent du type de virus impliqué et des réponses cellulaires spécifiques au virus qui en découlent.

En outre, l’étude a montré que les particules virales hybrides générées lors des co-infections contenaient des composants structurels, fonctionnels et génomiques des deux virus parentaux et étaient infectieuses. Ces particules virales hybrides ont démontré une évasion de la neutralisation ciblée par l'IAV et la capacité d'infecter les cellules négatives du récepteur de l'IAV traitées à la neuraminidase, indiquant une antigénicité modifiée et de larges propriétés de tropisme.

L'analyse de neutralisation utilisant des anticorps anti-glycoprotéine du RSV a montré que l'entrée des particules virales hybrides dans les cellules est médiée par la glycoprotéine de fusion du RSV, ce qui suggère que l'IAV peut recruter une glycoprotéine virale non apparentée en tant que protéine d'enveloppe fonctionnelle.

Bien que les infections par l’IAV soient généralement limitées aux voies respiratoires supérieures, des particules virales hybrides contenant des composants structurels et fonctionnels des deux virus pourraient permettre des infections par l’IAV dans les régions des voies respiratoires inférieures. Ces résultats indiquent une augmentation potentielle de la pathogénicité et de la gravité de la maladie, ainsi que des complications telles que la pneumonie virale.

De plus, étant donné que l’IAV subit des taux de mutation élevés, les particules virales hybrides qui infectent les voies respiratoires inférieures pourraient conduire à la sélection de particules virales présentant une pathogenèse accrue et un plus grand tropisme pour les régions inférieures des voies respiratoires. Les résultats ont également montré que les particules virales hybrides étaient maintenues au cours de plusieurs cycles d’infection et favorisaient la propagation de l’IAV dans les populations de cellules réfractaires.

La co-infection de cellules épithéliales bronchiques humaines a démontré la formation de particules virales hybrides dans des tissus biologiquement pertinents et a indiqué que, puisque l'IAV et le RSV circulent tous deux au cours de la même saison et partagent le tropisme des cellules épithéliales ciliées, la probabilité de co-infections et de génération in vivo de particules virales hybrides est élevée.

Conclusions

Dans l’ensemble, l’étude a démontré que les co-infections par le RSV et l’IAV forment des particules virales hybrides qui ont modifié l’antigénicité et élargi le tropisme et ont suggéré la possibilité d’autres formations de particules virales hybrides de ce type à partir de co-infections avec des virus à enveloppe pléomorphique tels que le RSV.

Les auteurs estiment que, même si la formation de particules virales hybrides dépend de divers facteurs autres que les compatibilités structurelles, tels que le chevauchement de la saison de circulation, de la géographie et du tropisme, les co-infections présentent le risque de particules virales hybrides présentant un tropisme large et une évasion immunitaire accrue.

Référence:

• 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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