Hibridne virusne čestice nastale iz koinfekcija pokazuju imunološku evaziju i prošireni tropizam

Hibridne virusne čestice nastale iz koinfekcija pokazuju imunološku evaziju i prošireni tropizam

U nedavno objavljenoj studiji u Prirodna mikrobiologija Istraživači su ispitivali interakcije između virusa i virusa koristeći stanice ljudskih pluća koinficirane s dva kocirkulirajuća virusa koji uzrokuju respiratorne infekcije, respiratornim sincicijskim virusom (RSV) i virusom influence A (IAV).

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

pozadina

Intracelularni patogeni kao što su virusi općenito pokazuju tropizam, pokazujući afinitet prema odabranim tipovima stanica. Neke stanice i tkiva mogu biti koinficirani taksonomski različitim virusima jer različiti virusi mogu imati afinitet prema istom tipu stanica.

Koinfekcije osiguravaju ekološku nišu za međusobnu interakciju virusa. Te interakcije uključuju pseudotipizaciju, gdje se površinski proteini iz jednog virusa ugrađuju u drugi virus, ili mogu dovesti do genomskih preraspodjela koje mogu dovesti do potpuno novih sojeva s povećanim infektivnim potencijalom. Dok neke studije tvrde da su ishodi bolesti neovisni o koinfekcijama, druge ukazuju na povećanje teških ishoda zbog koinfekcija. Međutim, mehanizmi međudjelovanja virusa tijekom koinfekcija koji određuju napredovanje bolesti ostaju nejasni.

O studiranju

U ovoj studiji, Madin-Darby stanice psećeg bubrega (MDCK) i stanice ljudskog epidermoidnog karcinoma (HEp-2) korištene su za uzgoj sojeva virusa hemaglutinin-1-neuraminidaze 1 (H1N1) IAV i RSV soja A2. Uzgajane stanice adenokarcinoma pluća čovjeka (A549) zaražene su IAV i RSV pojedinačno i sinkrono pri visokoj multipliciteti infekcije (MOI).

Testovi plaka korišteni su za određivanje infektivnih titara IAV i RSV u MDCK odnosno HEp-2 stanicama. Imunofluorescentna mikroskopija korištena je za procjenu pojedinačnih i koinficiranih stanica kako bi se odredio učinak koinfekcija na lokalizaciju virusnih proteina i udjele inficiranih stanica. Virioni koji sadrže IAV hemaglutinin i RSV fuzijske glikoproteinske imunološke oznake ispitani su pomoću konfokalne mikroskopije super rezolucije kako bi se utvrdilo je li miješanje dvaju virusnih glikoproteina rezultiralo virusnim česticama u pupanju koje sadrže komponente IAV i RSV.

Dodatno, izvedena je krioelektronska tomografija kako bi se ispitala strukturna svojstva RSV i IAV filamenata koji pupaju iz koinficiranih stanica. Nadalje, budući da bi hibridne virusne čestice sadržavale površinske glikoproteine ​​iz RSV-a i IAV-a, protutijela protiv IAV hemaglutinina i RSV fuzijskog glikoproteina korištena su u testovima neutralizacije protiv IAV i RSV virusa prikupljenih iz pojedinačno i sinkrono zaraženih stanica.

Stanični receptor za IAV, sijaličnu kiselinu, uklonjen je korištenjem neuraminidaze, a stanice su inokulirane s IAV i RSV virusima iz pojedinačno zaraženih ili koinficiranih stanica kako bi se utvrdilo može li ugradnja RSV glikoproteina proširiti tropizam IAV receptora čestica hibridnog virusa. Stanice su imunološki obojene na IAV i RSV nukleoproteine ​​i kvantificirane.

Breath Biopsy®: Kompletna e-knjiga s priručnikom

Uvod u biopsiju daha, uključujući biomarkere, tehnologiju, primjene i studije slučaja. Preuzmite besplatnu kopiju

Osim toga, epitelne stanice ljudskog bronha bile su koinficirane RSV-om i IAV-om, a inficirane kulture umetnute u parafin imunološki su obojene na IAV hemaglutinin i nukleoprotein te cijeli RSV virion kako bi se utvrdilo jesu li drugi relevantni biološki sustavi formirali čestice hibridnog virusa.

Rezultati

Rezultati pokazuju da su titri IAV-a bili jednaki ili malo viši, a titri RSV-a niži u koinficiranim stanicama nego u stanicama inficiranim s dva virusa pojedinačno. Nasuprot tome, u stanicama koinficiranim s IAV i rinovirusom, replikacija IAV je bila inhibirana. To je sugeriralo da ishodi koinfekcije ovise o vrsti virusa koji su uključeni i kasnijim staničnim odgovorima specifičnim za virus.

Nadalje, studija je pokazala da čestice hibridnog virusa nastale tijekom koinfekcija sadrže strukturne, funkcionalne i genomske komponente oba roditeljska virusa i da su zarazne. Ove hibridne virusne čestice pokazale su izbjegavanje IAV-ciljane neutralizacije i sposobnost inficiranja neuraminidazom tretiranih IAV receptor-negativnih stanica, što ukazuje na modificiranu antigenost i široka svojstva tropizma.

Test neutralizacije pomoću anti-RSV glikoproteinskih protutijela pokazao je da je ulazak čestica hibridnog virusa u stanice posredovan RSV fuzijskim glikoproteinom, što sugerira da IAV može regrutirati nepovezani virusni glikoprotein kao funkcionalni protein ovojnice.

Iako su IAV infekcije općenito ograničene na gornje dišne ​​putove, čestice hibridnog virusa sa strukturnim i funkcionalnim komponentama obaju virusa mogle bi omogućiti IAV infekcije u regijama donjih dišnih putova. Ovi rezultati ukazuju na potencijalno povećanje patogenosti i ozbiljnosti bolesti, kao i komplikacija poput virusne upale pluća.

Nadalje, budući da IAV prolazi kroz visoke stope mutacije, čestice hibridnog virusa koje inficiraju donji respiratorni trakt mogu dovesti do odabira virusnih čestica s povećanom patogenezom i većim tropizmom za niže regije respiratornog trakta. Rezultati su također pokazali da su se čestice hibridnog virusa održale u više rundi infekcije i podržale širenje IAV-a u populacije otpornih stanica.

Koinfekcija ljudskih bronhijalnih epitelnih stanica pokazala je stvaranje hibridnih virusnih čestica u biološki relevantnim tkivima i ukazala na to da budući da IAV i RSV cirkuliraju tijekom iste sezone i dijele tropizam za trepljaste epitelne stanice, vjerojatnost koinfekcija i in vivo generacije hibridnih virusnih čestica je velika.

Zaključci

Sveukupno, studija je pokazala da koinfekcije RSV-om i IAV-om stvaraju hibridne virusne čestice koje imaju modificiranu antigenost i prošireni tropizam te je sugerirala mogućnost stvaranja drugih takvih hibridnih virusnih čestica iz koinfekcija s virusima s pleomorfnom ovojnicom kao što je RSV.

Autori vjeruju da dok formiranje hibridnih virusnih čestica ovisi o različitim čimbenicima osim strukturnih kompatibilnosti, kao što su preklapanje u sezoni cirkulacije i geografiji i tropizmu, koinfekcije predstavljaju rizik od hibridnih virusnih čestica sa širokim tropizmom i povećanom imunološkom evazijom.

Referenca:

• 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

.