Hibridinės virusinės dalelės, susidarančios iš koinfekcijų, pasižymi imuniteto vengimu ir išplėstu tropizmu

Hibridinės virusinės dalelės, susidarančios iš koinfekcijų, pasižymi imuniteto vengimu ir išplėstu tropizmu

Neseniai paskelbtame tyrime Natūrali mikrobiologija Tyrėjai ištyrė virusų ir virusų sąveiką naudodami žmogaus plaučių ląsteles, užkrėstas dviem kartu cirkuliuojančiais virusais, sukeliančiais kvėpavimo takų infekcijas, kvėpavimo sincitiniu virusu (RSV) ir gripo A virusu (IAV).

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

fone

Intraląsteliniai patogenai, tokie kaip virusai, paprastai turi tropizmą, rodantį afinitetą pasirinktiems ląstelių tipams. Kai kurios ląstelės ir audiniai gali būti užkrėsti taksonomiškai skirtingais virusais, nes skirtingi virusai gali turėti afinitetą tam pačiam ląstelių tipui.

Koinfekcijos suteikia ekologinę nišą virusams sąveikauti tarpusavyje. Šios sąveikos apima pseudotipų nustatymą, kai vieno viruso paviršiaus baltymai yra įtraukiami į kitą virusą arba gali sukelti genomo pertvarkymus, dėl kurių gali atsirasti visiškai naujų padermių, turinčių padidintą infekcinį potencialą. Nors kai kurie tyrimai teigia, kad ligos baigtys nepriklauso nuo gretutinių infekcijų, kiti rodo, kad dėl gretutinių infekcijų padaugėja sunkių pasekmių. Tačiau virusų sąveikos mechanizmai koinfekcijų metu, lemiantys ligos progresavimą, lieka neaiškūs.

Apie studijas

Šiame tyrime Madin-Darby šunų inkstų ląstelės (MDCK) ir žmogaus epidermoidinės karcinomos ląstelės (HEp-2) buvo naudojamos atitinkamai hemagliutinino-1-neuraminidazės 1 (H1N1) IAV ir RSV padermės A2 viruso padermėms kultivuoti. Kultivuotos žmogaus plaučių adenokarcinomos ląstelės (A549) buvo užkrėstos IAV ir RSV atskirai ir sinchroniškai esant dideliam infekcijos dažniui (MOI).

Plokštelių tyrimai buvo naudojami IAV ir RSV infekciniams titrams nustatyti atitinkamai MDCK ir HEp-2 ląstelėse. Imunofluorescencinė mikroskopija buvo naudojama pavienių ir koinfekuotų ląstelių įvertinimui, siekiant nustatyti koinfekcijų poveikį viruso baltymų lokalizacijai ir užkrėstų ląstelių proporcijoms. Virionai, kurių sudėtyje yra IAV hemagliutinino ir RSV sulietų glikoproteinų imuninių ženklų, buvo tiriami naudojant didelės skiriamosios gebos konfokalinę mikroskopiją, siekiant nustatyti, ar dviejų virusinių glikoproteinų sumaišymas lėmė augančios viruso daleles, turinčias IAV ir RSV komponentų.

Be to, buvo atlikta krioelektroninė tomografija, siekiant ištirti RSV ir IAV gijų struktūrines savybes, atsirandančias iš užkrėstų ląstelių. Be to, kadangi hibridinėse virusinėse dalelėse būtų paviršiaus glikoproteinų tiek iš RSV, tiek iš IAV, antikūnai prieš IAV hemagliutininą ir RSV sulietą glikoproteiną buvo naudojami neutralizavimo tyrimuose prieš IAV ir RSV virusus, surinktus iš individualiai ir sinchroniškai užkrėstų ląstelių.

Ląstelinis IAV receptorius, sialo rūgštis, buvo pašalintas naudojant neuraminidazę, o ląstelės buvo inokuliuotos IAV ir RSV virusais iš individualiai užkrėstų arba kartu infekuotų ląstelių, siekiant nustatyti, ar RSV glikoproteinų įtraukimas gali išplėsti hibridinių virusų dalelių IAV receptorių tropizmą. Ląstelės buvo imuniškai nudažytos IAV ir RSV nukleoproteinams ir kiekybiškai įvertintos.

„Breath Biopsy®“: visas vadovas el. knyga

Įvadas į kvėpavimo biopsiją, įskaitant biomarkerius, technologijas, programas ir atvejų tyrimus. Atsisiųskite nemokamą kopiją

Be to, žmogaus bronchų epitelio ląstelės buvo kartu užkrėstos RSV ir IAV, o parafinu įterptos užkrėstos kultūros buvo imuniniu būdu nudažytos IAV hemagliutininui ir nukleoproteinui bei visam RSV virionui, siekiant nustatyti, ar kitos svarbios biologinės sistemos sudarė hibridinių virusų daleles.

Rezultatai

Rezultatai parodė, kad IAV titrai buvo lygūs arba šiek tiek didesni, o RSV titrai buvo mažesni kartu užkrėstose ląstelėse nei ląstelėse, užkrėstose dviem virusais atskirai. Priešingai, ląstelėse, užkrėstose IAV ir rinovirusu, IAV replikacija buvo slopinama. Tai leido manyti, kad koinfekcijos rezultatai priklausė nuo dalyvaujančių virusų tipo ir vėlesnių virusui būdingų ląstelių atsakų.

Be to, tyrimas parodė, kad hibridinių virusų dalelėse, susidarančiose koinfekcijų metu, buvo abiejų tėvų virusų struktūrinių, funkcinių ir genominių komponentų ir jos buvo infekcinės. Šios hibridinės virusinės dalelės parodė, kad buvo išvengta IAV nukreiptos neutralizacijos ir sugebėjo užkrėsti neuraminidaze apdorotas IAV receptorių neigiamas ląsteles, o tai rodo modifikuotą antigeniškumą ir plačias tropizmo savybes.

Neutralizacijos tyrimas naudojant anti-RSV glikoproteinų antikūnus parodė, kad hibridinių virusų dalelių patekimas į ląsteles yra tarpininkaujamas RSV sulieto glikoproteino, o tai rodo, kad IAV gali įdarbinti nesusijusį virusinį glikoproteiną kaip funkcinį apvalkalo baltymą.

Nors IAV infekcijos paprastai apsiriboja viršutiniais kvėpavimo takais, hibridinės viruso dalelės, turinčios abiejų virusų struktūrinius ir funkcinius komponentus, gali sukelti IAV infekcijas apatinių kvėpavimo takų regionuose. Šie rezultatai rodo galimą ligos patogeniškumo ir sunkumo padidėjimą, taip pat komplikacijas, tokias kaip virusinė pneumonija.

Be to, kadangi IAV patiria didelius mutacijų dažnius, hibridinės viruso dalelės, užkrečiančios apatinius kvėpavimo takus, gali paskatinti viruso dalelių, turinčių padidintą patogenezę ir didesnį tropizmą, atranką apatiniams kvėpavimo takų regionams. Rezultatai taip pat parodė, kad hibridinės viruso dalelės buvo palaikomos per kelis infekcijos etapus ir palaikė IAV plitimą į ugniai atsparias ląstelių populiacijas.

Žmogaus bronchų epitelio ląstelių koinfekcija parodė hibridinių virusų dalelių susidarymą biologiškai svarbiuose audiniuose ir parodė, kad kadangi IAV ir RSV cirkuliuoja tą patį sezoną ir dalijasi blakstienų epitelio ląstelių tropizmu, koinfekcijų ir hibridinių virusų dalelių susidarymo in vivo tikimybė yra didelė.

Išvados

Apskritai tyrimas parodė, kad RSV ir IAV koinfekcijos sudaro hibridines viruso daleles, kurios turi modifikuotą antigeniškumą ir išplėtė tropizmą, ir pasiūlė kitų tokių hibridinių virusų dalelių formavimosi galimybę, užsikrėtus pleomorfiniu apvalkalu virusais, tokiais kaip RSV.

Autoriai mano, kad nors hibridinių virusų dalelių susidarymas priklauso nuo įvairių veiksnių, išskyrus struktūrinį suderinamumą, pvz., cirkuliacijos sezono sutapimą ir geografiją bei tropizmą, koinfekcijos kelia pavojų hibridinėms viruso dalelėms, turinčioms platų tropizmą ir padidintą imuninės sistemos vengimą.

Nuoroda:

• 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

.