Az egyidejű fertőzésekből képződött hibrid vírusrészecskék immunelkerülést és kiterjedt tropizmust mutatnak

Az egyidejű fertőzésekből képződött hibrid vírusrészecskék immunelkerülést és kiterjedt tropizmust mutatnak

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban Természetes mikrobiológia A kutatók vírus-vírus kölcsönhatásokat vizsgáltak olyan emberi tüdősejtek segítségével, amelyeket két együtt keringő, légúti fertőzéseket okozó vírussal, a légúti syncytial vírussal (RSV) és az influenza A vírussal (IAV) együtt fertőzöttek.

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

háttér

Az intracelluláris patogének, például a vírusok általában tropizmust mutatnak, ami affinitást mutat a kiválasztott sejttípusokhoz. Egyes sejteket és szöveteket taxonómiailag különböző vírusok is megfertőzhetnek, mivel különböző vírusok affinitást mutathatnak ugyanahhoz a sejttípushoz.

Az együttfertőzések ökológiai rést biztosítanak a vírusok számára, hogy kölcsönhatásba léphessenek egymással. Ezek a kölcsönhatások magukban foglalják a pszeudotipizálást, amikor az egyik vírus felületi fehérjéi beépülnek a másik vírusba, vagy genomiális átrendeződéshez vezethetnek, ami teljesen új, megnövekedett fertőzőképességű törzsekhez vezethet. Míg egyes tanulmányok azt állítják, hogy a betegség kimenetele független a társfertőzésektől, mások azt jelzik, hogy az együttes fertőzések miatt a súlyos kimenetelek növekednek. A betegség progresszióját meghatározó társfertőzések során kialakuló víruskölcsönhatások mechanizmusai azonban továbbra is tisztázatlanok.

A tanulásról

A jelen vizsgálatban Madin-Darby kutyavesesejteket (MDCK) és humán epidermoid karcinóma sejteket (HEp-2) használtunk hemagglutinin-1-neuraminidáz 1 (H1N1) IAV, illetve RSV A2 törzs vírustörzseinek tenyésztésére. A tenyésztett humán tüdő adenokarcinóma sejteket (A549) külön-külön és szinkronban fertőztük IAV-val és RSV-vel, magas fertőzési multiplicitással (MOI).

Plakk vizsgálatokat alkalmaztunk az IAV és RSV fertőző titereinek meghatározására MDCK és HEp-2 sejtekben. Immunfluoreszcens mikroszkópos vizsgálatot alkalmaztunk az egyedi és az együttfertőzött sejtek értékelésére, hogy meghatározzuk a koinfekciók hatását a vírusfehérjék lokalizációjára és a fertőzött sejtek arányára. Az IAV hemagglutinint és az RSV fúziós glikoproteint tartalmazó immuncímkéket tartalmazó virionokat szuperfelbontású konfokális mikroszkóppal vizsgáltuk annak megállapítására, hogy a két virális glikoprotein keveredése eredményezte-e az IAV és RSV komponenseket tartalmazó bimbózó vírusrészecskéket.

Ezenkívül krioelektron-tomográfiát is végeztek az együttfertőzött sejtekből bimbózó RSV és IAV filamentumok szerkezeti tulajdonságainak vizsgálatára. Továbbá, mivel a hibrid vírusrészecskék RSV-ből és IAV-ból is tartalmaznának felszíni glikoproteineket, az IAV-hemagglutinin és az RSV-fúziós glikoprotein elleni antitesteket az IAV- és RSV-vírusok elleni neutralizációs vizsgálatokban használták, amelyeket egyedileg és szinkronban fertőzött sejtekből gyűjtöttek össze.

Az IAV sejtes receptorát, a sziálsavat eltávolítottuk neuraminidáz segítségével, és a sejteket IAV- és RSV-vírusokkal oltottuk be egyedileg fertőzött vagy együttfertőzött sejtekből, hogy meghatározzuk, vajon az RSV-glikoproteinek beépülése kiterjesztheti-e a hibrid vírusrészecskék IAV-receptor-tropizmusát. A sejteket IAV és RSV nukleoproteinekre immunfestettük, és mennyiségileg meghatároztuk.

Breath Biopsy®: A teljes kézikönyv e-könyv

Bevezetés a légzési biopsziába, beleértve a biomarkereket, technológiát, alkalmazásokat és esettanulmányokat. Tölts le egy ingyenes példányt

Ezenkívül a humán hörgőhámsejteket együtt fertőztük RSV-vel és IAV-vel, és a paraffinba ágyazott fertőzött tenyészeteket immunfestéssel festettük IAV hemagglutininre és nukleoproteinre, valamint a teljes RSV virionra, hogy meghatározzuk, más releváns biológiai rendszerek alkotnak-e hibrid vírusrészecskéket.

Eredmények

Az eredmények arról számoltak be, hogy az IAV-titerek egyenlőek vagy valamivel magasabbak, az RSV-titerek pedig alacsonyabbak voltak az együttfertőzött sejtekben, mint a két vírussal külön-külön fertőzött sejtekben. Ezzel szemben az IAV-vel és rhinovírussal együtt fertőzött sejtekben az IAV replikációja gátolt volt. Ez arra utalt, hogy a koinfekció kimenetele az érintett vírusok típusától és az azt követő vírusspecifikus sejtválaszoktól függött.

Ezenkívül a tanulmány kimutatta, hogy a társfertőzések során keletkezett hibrid vírusrészecskék mindkét szülővírus szerkezeti, funkcionális és genomiális összetevőit tartalmazták, és fertőzőképesek voltak. Ezek a hibrid vírusrészecskék kimutatták, hogy elkerülték az IAV-célzott neutralizációt, és képesek megfertőzni a neuraminidázzal kezelt IAV-receptor-negatív sejteket, ami módosított antigenitást és széles körű tropizmust jelez.

Az anti-RSV glikoprotein antitesteket alkalmazó neutralizációs vizsgálat azt mutatta, hogy a hibrid vírusrészecskék sejtekbe való bejutását az RSV fúziós glikoprotein közvetíti, ami arra utal, hogy az IAV egy nem rokon vírus glikoproteint toborozhat funkcionális burokfehérjeként.

Bár az IAV fertőzések általában a felső légúti traktusra korlátozódnak, a hibrid vírusrészecskék mindkét vírus szerkezeti és funkcionális összetevőivel lehetővé tehetik az IAV fertőzések kialakulását az alsó légúti régiókban. Ezek az eredmények a betegség patogenitásának és súlyosságának potenciális növekedését, valamint szövődményeket, például vírusos tüdőgyulladást jeleznek.

Továbbá, mivel az IAV magas mutációs rátán megy keresztül, az alsó légutakat megfertőző hibrid vírusrészecskék fokozott patogenezissel és nagyobb tropizmussal rendelkező vírusrészecskék szelekciójához vezethetnek a légutak alsó régióiban. Az eredmények azt is kimutatták, hogy a hibrid vírusrészecskék több fertőzési körön át fennmaradtak, és támogatták az IAV terjedését a refrakter sejtpopulációkba.

A humán hörgőhámsejtek együttes fertőzése hibrid vírusrészecskék képződését mutatta ki a biológiailag releváns szövetekben, és arra utalt, hogy mivel az IAV és az RSV is ugyanabban a szezonban kering, és megosztják a csillós hámsejtek tropizmusát, a koinfekciók és a hibrid vírusrészecskék in vivo keletkezésének valószínűsége nagy.

Következtetések

Összességében a tanulmány kimutatta, hogy az RSV és az IAV általi együttes fertőzések olyan hibrid vírusrészecskéket képeznek, amelyek módosított antigenitást és kiterjesztett tropizmust mutatnak, és felveti a lehetőségét, hogy más ilyen hibrid vírusrészecske-képződmények is kialakulhatnak pleomorf burokkal rendelkező vírusokkal, például RSV-vel való együttes fertőzésből.

A szerzők úgy vélik, hogy míg a hibrid vírusrészecskék kialakulása a szerkezeti kompatibilitáson kívül más tényezőktől is függ, mint például a keringési szezon átfedésétől, a földrajzi elhelyezkedéstől és a tropizmustól, az együttfertőzések nagy tropizmussal és fokozott immunelkerüléssel járó hibrid vírusrészecskék kockázatát jelentik.

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

.