Hibrīdām vīrusu daļiņām, kas veidojas no vienlaicīgām infekcijām, piemīt imūnsistēmas izvairīšanās un paplašināts tropisms

Hibrīdām vīrusu daļiņām, kas veidojas no vienlaicīgām infekcijām, piemīt imūnsistēmas izvairīšanās un paplašināts tropisms

Nesen publicētā pētījumā Dabiskā mikrobioloģija Pētnieki pārbaudīja vīrusu un vīrusu mijiedarbību, izmantojot cilvēka plaušu šūnas, kas inficētas ar diviem vienlaikus cirkulējošiem vīrusiem, kas izraisa elpceļu infekcijas, elpceļu sincitiālo vīrusu (RSV) un A gripas vīrusu (IAV).

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

fons

Intracelulāriem patogēniem, piemēram, vīrusiem, parasti ir tropisms, kas parāda afinitāti pret atlasītajiem šūnu tipiem. Dažas šūnas un audus var vienlaikus inficēt ar taksonomiski atšķirīgiem vīrusiem, jo ​​dažādiem vīrusiem var būt afinitāte pret vienu un to pašu šūnu tipu.

Koinfekcijas nodrošina ekoloģisku nišu vīrusiem savstarpējai mijiedarbībai. Šīs mijiedarbības ietver pseidotipēšanu, kad viena vīrusa virsmas olbaltumvielas tiek iekļautas otrā vīrusā, vai arī tās var izraisīt genoma pārkārtošanos, kas var izraisīt pilnīgi jaunus celmus ar paaugstinātu infekcijas potenciālu. Lai gan daži pētījumi apgalvo, ka slimību iznākumi nav atkarīgi no vienlaicīgām infekcijām, citi norāda uz smagu iznākumu pieaugumu vienlaicīgu infekciju dēļ. Tomēr vīrusu mijiedarbības mehānismi blakusinfekciju laikā, kas nosaka slimības progresēšanu, joprojām nav skaidri.

Par mācībām

Šajā pētījumā Madin-Darby suņu nieru šūnas (MDCK) un cilvēka epidermoidālās karcinomas šūnas (HEp-2) tika izmantotas, lai kultivētu attiecīgi hemaglutinīna-1-neiraminidāzes 1 (H1N1) IAV un RSV celmu A2 vīrusa celmus. Kultivētas cilvēka plaušu adenokarcinomas šūnas (A549) tika inficētas ar IAV un RSV atsevišķi un sinhroni ar lielu infekcijas daudzveidību (MOI).

Plāksnīšu testi tika izmantoti, lai noteiktu IAV un RSV infekciozos titrus attiecīgi MDCK un HEp-2 šūnās. Imunofluorescences mikroskopija tika izmantota, lai novērtētu atsevišķas un vienlaikus inficētas šūnas, lai noteiktu koinfekciju ietekmi uz vīrusu proteīnu lokalizāciju un inficēto šūnu proporcijām. Virioni, kas satur IAV hemaglutinīna un RSV saplūsmes glikoproteīna imūnmarķējumus, tika pārbaudīti, izmantojot superizšķirtspējas konfokālo mikroskopiju, lai noteiktu, vai divu vīrusu glikoproteīnu sajaukšana izraisīja topošās vīrusa daļiņas, kas satur IAV un RSV komponentus.

Turklāt tika veikta krioelektronu tomogrāfija, lai pārbaudītu RSV un IAV pavedienu strukturālās īpašības, kas veidojas no inficētajām šūnām. Turklāt, tā kā hibrīda vīrusu daļiņas saturētu virsmas glikoproteīnus gan no RSV, gan IAV, antivielas pret IAV hemaglutinīnu un RSV saplūsmes glikoproteīnu tika izmantotas neitralizācijas testos pret IAV un RSV vīrusiem, kas savākti no atsevišķi un sinhroni inficētām šūnām.

IAV šūnu receptors, sialskābe, tika noņemts, izmantojot neiraminidāzi, un šūnas tika inokulētas ar IAV un RSV vīrusiem no atsevišķi inficētām vai vienlaikus inficētām šūnām, lai noteiktu, vai RSV glikoproteīnu iekļaušana varētu paplašināt hibrīda vīrusa daļiņu IAV receptoru tropismu. Šūnas tika imunizētas pret IAV un RSV nukleoproteīniem un kvantitatīvi noteiktas.

Elpas biopsija®: pilnīga rokasgrāmatas e-grāmata

Ievads elpas biopsijā, tostarp biomarķieros, tehnoloģijās, lietojumos un gadījumu izpētē. Lejupielādējiet bezmaksas kopiju

Turklāt cilvēka bronhu epitēlija šūnas tika vienlaikus inficētas ar RSV un IAV, un parafīnā iestrādātās inficētās kultūras tika imūnkrāsotas pret IAV hemaglutinīnu un nukleoproteīnu un visu RSV virionu, lai noteiktu, vai citas atbilstošas ​​bioloģiskās sistēmas veido hibrīda vīrusa daļiņas.

Rezultāti

Rezultāti ziņoja, ka IAV titri bija vienādi vai nedaudz augstāki un RSV titri bija zemāki koinficētās šūnās nekā šūnās, kas inficētas ar diviem vīrusiem atsevišķi. Turpretim šūnās, kas inficētas ar IAV un rinovīrusu, IAV replikācija tika kavēta. Tas liecināja, ka koinfekcijas rezultāti bija atkarīgi no iesaistīto vīrusu veida un turpmākajām vīrusu specifiskajām šūnu reakcijām.

Turklāt pētījums parādīja, ka līdzinfekciju laikā radītās hibrīda vīrusa daļiņas saturēja abu vecāku vīrusu strukturālās, funkcionālās un genoma sastāvdaļas un bija infekciozas. Šīs hibrīdās vīrusu daļiņas parādīja izvairīšanos no IAV mērķētas neitralizācijas un spēju inficēt ar neiraminidāzi apstrādātas IAV receptoru negatīvās šūnas, norādot uz modificētu antigenitāti un plašām tropisma īpašībām.

Neitralizācijas tests, izmantojot anti-RSV glikoproteīna antivielas, parādīja, ka hibrīda vīrusa daļiņu iekļūšanu šūnās veicina RSV saplūsmes glikoproteīns, kas liecina, ka IAV var pieņemt darbā nesaistītu vīrusa glikoproteīnu kā funkcionālu apvalka proteīnu.

Lai gan IAV infekcijas parasti attiecas tikai uz augšējiem elpceļiem, hibrīda vīrusa daļiņas ar abu vīrusu strukturālajām un funkcionālajām sastāvdaļām varētu nodrošināt IAV infekcijas apakšējo elpceļu reģionos. Šie rezultāti liecina par iespējamu slimības patogenitātes un smaguma palielināšanos, kā arī par komplikācijām, piemēram, vīrusu pneimoniju.

Turklāt, tā kā IAV notiek augsts mutāciju līmenis, hibrīda vīrusa daļiņas, kas inficē apakšējos elpceļus, var izraisīt vīrusu daļiņu atlasi ar paaugstinātu patoģenēzi un lielāku tropismu elpošanas trakta apakšējos reģionos. Rezultāti arī parādīja, ka hibrīda vīrusa daļiņas tika saglabātas vairākos infekcijas posmos un atbalstīja IAV izplatīšanos ugunsizturīgo šūnu populācijās.

Cilvēka bronhu epitēlija šūnu koinfekcija parādīja hibrīda vīrusa daļiņu veidošanos bioloģiski nozīmīgos audos un norādīja, ka, tā kā gan IAV, gan RSV cirkulē vienā sezonā un tiem ir kopīgs tropisms skropstu epitēlija šūnām, koinfekcijas iespējamība un hibrīda vīrusa daļiņu veidošanās in vivo ir augsta.

Secinājumi

Kopumā pētījums parādīja, ka RSV un IAV koinfekcijas veido hibrīda vīrusa daļiņas, kurām ir modificēta antigenitāte un paplašināts tropisms, un tika ierosināts citu šādu hibrīdu vīrusu daļiņu veidojumu iespējamība no vienlaikus inficēšanās ar pleomorfiski apvalkotiem vīrusiem, piemēram, RSV.

Autori uzskata, ka, lai gan hibrīdvīrusu daļiņu veidošanās ir atkarīga no dažādiem faktoriem, kas nav strukturāla saderība, piemēram, cirkulācijas sezonas pārklāšanās un ģeogrāfija un tropisms, koinfekcijas rada risku, ka hibrīdvīrusa daļiņas ar plašu tropismu un pastiprinātu imūnsistēmas izvairīšanos no tām ir.

Atsauce:

• 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

.