Particulele virale hibride formate din co-infecții prezintă evaziune imună și tropism extins

Particulele virale hibride formate din co-infecții prezintă evaziune imună și tropism extins

Într-un studiu publicat recent în Microbiologie naturală Cercetătorii au examinat interacțiunile virus-virus folosind celule pulmonare umane co-infectate cu două viruși co-circulatori care provoacă infecții respiratorii, virusul sincițial respirator (RSV) și virusul gripal A (IAV).

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

fundal

Patogenii intracelulari, cum ar fi virusurile, prezintă în general tropism, manifestând afinitate pentru tipurile de celule selectate. Unele celule și țesuturi pot fi co-infectate de viruși taxonomic diferiți, deoarece viruși diferiți pot avea afinitate pentru același tip de celulă.

Coinfectiile ofera o nisa ecologica pentru ca virusii sa interactioneze intre ei. Aceste interacțiuni includ pseudotipare, în care proteinele de suprafață dintr-un virus sunt încorporate în celălalt virus sau ar putea duce la rearanjamente genomice care ar putea duce la tulpini complet noi cu potențial infecțios crescut. În timp ce unele studii susțin că rezultatele bolii sunt independente de co-infectii, altele indică o creștere a rezultatelor severe din cauza co-infectiilor. Cu toate acestea, mecanismele interacțiunilor virale în timpul co-infectiilor care determină progresia bolii rămân neclare.

Despre studiu

În studiul de față, celulele de rinichi canin Madin-Darby (MDCK) și celulele de carcinom epidermoid uman (HEp-2) au fost utilizate pentru a cultiva tulpinile de virus hemaglutinin-1-neuraminidaze 1 (H1N1) IAV și, respectiv, tulpina A2 de RSV. Celulele de adenocarcinom pulmonar uman cultivate (A549) au fost infectate cu IAV și RSV individual și sincron la multiplicitate mare de infecție (MOI).

Testele pe plăci au fost utilizate pentru a determina titrurile infecțioase ale IAV și RSV în celulele MDCK și, respectiv, HEp-2. Microscopia de imunofluorescență a fost utilizată pentru a evalua celulele unice și coinfectate pentru a determina efectul coinfecțiilor asupra localizării proteinelor virale și a proporțiilor de celule infectate. Virionii care conțin hemaglutinină IAV și imunoproteine ​​de fuziune RSV au fost examinați utilizând microscopie confocală de super-rezoluție pentru a determina dacă amestecarea celor două glicoproteine ​​virale a dus la particulele virale în devenire care conțin componente ale IAV și RSV.

În plus, a fost efectuată tomografia crio-electronică pentru a examina proprietățile structurale ale filamentelor RSV și IAV înmugurite din celulele coinfectate. Mai mult, deoarece particulele virale hibride ar conține glicoproteine ​​de suprafață atât de la RSV, cât și de la IAV, anticorpii împotriva hemaglutininei IAV și a glicoproteinei de fuziune RSV au fost utilizați în testele de neutralizare împotriva virusurilor IAV și RSV colectate din celulele infectate individual și sincron.

Receptorul celular pentru IAV, acidul sialic, a fost îndepărtat folosind neuraminidază și celulele au fost inoculate cu virusuri IAV și RSV din celule infectate individual sau coinfectate pentru a determina dacă încorporarea glicoproteinelor RSV ar putea extinde tropismul receptorului IAV al particulelor de virus hibrid. Celulele au fost imunocolorate pentru nucleoproteinele IAV și RSV și cuantificate.

Breath Biopsy®: Cartea electronică manuală completă

Introducere în biopsia respirației, inclusiv biomarkeri, tehnologie, aplicații și studii de caz. Descărcați o copie gratuită

În plus, celulele epiteliale bronșice umane au fost co-infectate cu RSV și IAV, iar culturile infectate încorporate în parafină au fost imunocolorate pentru hemaglutinină și nucleoproteină IAV și întreg virionul RSV pentru a determina dacă alte sisteme biologice relevante au format particule de virus hibrid.

Rezultate

Rezultatele au raportat că titrurile IAV au fost egale sau ușor mai mari și titrurile RSV au fost mai mici în celulele coinfectate decât în ​​celulele infectate cu cei doi virusuri individual. În contrast, în celulele coinfectate cu IAV și rinovirus, replicarea IAV a fost inhibată. Acest lucru a sugerat că rezultatele coinfectării au fost dependente de tipul de viruși implicați și de răspunsurile celulare ulterioare specifice virusului.

Mai mult, studiul a arătat că particulele de virus hibrid generate în timpul co-infecțiilor conțineau componente structurale, funcționale și genomice ale ambilor virusuri parentale și erau infecțioase. Aceste particule virale hibride au demonstrat evaziunea neutralizării vizate de IAV și capacitatea de a infecta celulele negative la receptorul IAV tratate cu neuraminidază, indicând antigenicitate modificată și proprietăți de tropism largi.

Testul de neutralizare folosind anticorpi anti-glicoproteină RSV a arătat că intrarea particulelor de virus hibrid în celule este mediată de glicoproteina de fuziune RSV, sugerând că IAV poate recruta o glicoproteină virală neînrudită ca proteină funcțională a anvelopei.

Deși infecțiile cu IAV sunt în general limitate la tractul respirator superior, particulele de virus hibrid cu componente structurale și funcționale ale ambelor virusuri ar putea permite infecțiile cu IAV în regiunile tractului respirator inferior. Aceste rezultate indică creșterea potențială a patogenității și severității bolii, precum și complicații precum pneumonia virală.

Mai mult, deoarece IAV suferă rate mari de mutație, particulele de virus hibrid care infectează tractul respirator inferior ar putea duce la selectarea particulelor de virus cu patogeneză crescută și tropism mai mare pentru regiunile inferioare ale tractului respirator. Rezultatele au arătat, de asemenea, că particulele de virus hibrid au fost menținute în mai multe runde de infecție și au susținut răspândirea IAV în populațiile de celule refractare.

Coinfecția celulelor epiteliale bronșice umane a demonstrat formarea de particule de virus hibrid în țesuturi relevante din punct de vedere biologic și a indicat că, deoarece IAV și RSV circulă ambele în același sezon și împărtășesc tropismul pentru celulele epiteliale ciliate, probabilitatea de coinfecții și generarea in vivo de particule de virus hibrid este mare.

Concluzii

În ansamblu, studiul a demonstrat că coinfecțiile cu RSV și IAV formează particule de virus hibrid care au antigenicitate modificată și tropism extins și a sugerat posibilitatea altor astfel de formațiuni de particule de virus hibrid din coinfectii cu virusuri înveliți pleomorf, cum ar fi RSV.

Autorii cred că, în timp ce formarea particulelor de virus hibrid depinde de diverși factori, alții decât compatibilitățile structurale, cum ar fi suprapunerea în sezonul de circulație și geografia și tropismul, coinfecțiile prezintă riscul de particule de virus hibrid cu tropism larg și evaziune imună crescută.

Referinţă:

• 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

.