Partículas virais híbridas formadas a partir de coinfecções exibem evasão imunológica e tropismo prolongado

Partículas virais híbridas formadas a partir de coinfecções exibem evasão imunológica e tropismo prolongado

Em um estudo recentemente publicado em Microbiologia natural Os pesquisadores examinaram as interações vírus-vírus usando células pulmonares humanas co-infectadas com dois vírus co-circulantes que causam infecções respiratórias, o vírus sincicial respiratório (RSV) e o vírus influenza A (IAV).

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

fundo

Patógenos intracelulares, como vírus, geralmente exibem tropismo, mostrando afinidade por tipos de células selecionados. Algumas células e tecidos podem ser co-infectados por vírus taxonomicamente diferentes porque diferentes vírus podem ter afinidade pelo mesmo tipo de célula.

As coinfecções fornecem um nicho ecológico para os vírus interagirem entre si. Estas interações incluem pseudotipagem, onde as proteínas de superfície de um vírus são incorporadas no outro vírus, ou podem levar a rearranjos genómicos que podem levar a estirpes inteiramente novas com maior potencial infeccioso. Embora alguns estudos afirmem que os resultados da doença são independentes das coinfecções, outros indicam um aumento nos resultados graves devido às coinfecções. No entanto, os mecanismos de interações virais durante coinfecções que determinam a progressão da doença permanecem obscuros.

Sobre estudar

No presente estudo, células renais caninas Madin-Darby (MDCK) e células de carcinoma epidermóide humano (HEp-2) foram utilizadas para cultivar cepas de vírus hemaglutinina-1-neuraminidase 1 (H1N1) IAV e RSV cepa A2, respectivamente. Células cultivadas de adenocarcinoma pulmonar humano (A549) foram infectadas com IAV e RSV individualmente e sincronicamente com alta multiplicidade de infecção (MOI).

Ensaios de placas foram utilizados para determinar títulos infecciosos de IAV e RSV em células MDCK e HEp-2, respectivamente. A microscopia de imunofluorescência foi utilizada para avaliar células únicas e coinfectadas para determinar o efeito das coinfecções na localização de proteínas virais e nas proporções de células infectadas. Os vírions contendo imunomarcadores de hemaglutinina de IAV e glicoproteína de fusão de RSV foram examinados usando microscopia confocal de super-resolução para determinar se a mistura das duas glicoproteínas virais resultou no brotamento de partículas virais contendo componentes de IAV e RSV.

Além disso, a tomografia crioeletrônica foi realizada para examinar as propriedades estruturais dos filamentos de RSV e IAV que brotam das células coinfectadas. Além disso, como as partículas virais híbridas conteriam glicoproteínas de superfície tanto do RSV como do IAV, foram utilizados anticorpos contra a hemaglutinina do IAV e a glicoproteína de fusão do RSV em ensaios de neutralização contra os vírus IAV e RSV recolhidos de células infectadas individual e sincronicamente.

O receptor celular para IAV, ácido siálico, foi removido utilizando neuraminidase, e as células foram inoculadas com vírus IAV e RSV de células infectadas individualmente ou coinfectadas para determinar se a incorporação de glicoproteínas de RSV poderia expandir o tropismo do receptor de IAV de partículas de vírus híbridos. As células foram imunocoradas para as nucleoproteínas IAV e RSV e quantificadas.

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Além disso, as células epiteliais brônquicas humanas foram co-infectadas com RSV e IAV, e as culturas infectadas embebidas em parafina foram imunocoradas para hemaglutinina e nucleoproteína do IAV e todo o virião do RSV para determinar se outros sistemas biológicos relevantes formavam partículas virais híbridas.

Resultados

Os resultados relataram que os títulos de IAV eram iguais ou ligeiramente superiores e os títulos de RSV eram mais baixos nas células co-infectadas do que nas células infectadas com os dois vírus individualmente. Em contraste, em células coinfectadas com IAV e rinovírus, a replicação do IAV foi inibida. Isto sugeriu que os resultados da coinfecção dependiam do tipo de vírus envolvido e das subsequentes respostas celulares específicas do vírus.

Além disso, o estudo mostrou que as partículas virais híbridas geradas durante as co-infecções continham componentes estruturais, funcionais e genómicos de ambos os vírus parentais e eram infecciosas. Estas partículas virais híbridas demonstraram evasão da neutralização direcionada ao IAV e a capacidade de infectar células negativas para o receptor de IAV tratadas com neuraminidase, indicando antigenicidade modificada e amplas propriedades de tropismo.

O ensaio de neutralização utilizando anticorpos glicoproteicos anti-RSV mostrou que a entrada de partículas virais híbridas nas células é mediada pela glicoproteína de fusão do RSV, sugerindo que o IAV pode recrutar uma glicoproteína viral não relacionada como uma proteína funcional do envelope.

Embora as infecções por IAV sejam geralmente limitadas ao trato respiratório superior, partículas virais híbridas com componentes estruturais e funcionais de ambos os vírus poderiam permitir infecções por IAV nas regiões do trato respiratório inferior. Esses resultados indicam o potencial aumento da patogenicidade e gravidade da doença, além de complicações como a pneumonia viral.

Além disso, como o IAV sofre altas taxas de mutação, as partículas virais híbridas que infectam o trato respiratório inferior poderiam levar à seleção de partículas virais com maior patogênese e maior tropismo para as regiões inferiores do trato respiratório. Os resultados também mostraram que as partículas virais híbridas foram mantidas durante vários ciclos de infecção e apoiaram a propagação do IAV em populações de células refratárias.

A coinfecção de células epiteliais brônquicas humanas demonstrou a formação de partículas virais híbridas em tecidos biologicamente relevantes e indicou que, como o IAV e o RSV circulam durante a mesma estação e compartilham o tropismo por células epiteliais ciliadas, a probabilidade de coinfecções e geração in vivo de partículas virais híbridas é alta.

Conclusões

No geral, o estudo demonstrou que as coinfecções por RSV e IAV formam partículas virais híbridas que modificaram a antigenicidade e expandiram o tropismo e sugeriram a possibilidade de outras formações de partículas virais híbridas a partir de coinfecções com vírus com envelope pleomorficamente, como o RSV.

Os autores acreditam que, embora a formação de partículas virais híbridas dependa de vários fatores além das compatibilidades estruturais, como sobreposição na estação de circulação, geografia e tropismo, as coinfecções representam o risco de partículas virais híbridas com amplo tropismo e aumento da evasão imunológica.

Referência:

• 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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