Hybridné vírusové častice vytvorené z koinfekcií vykazujú imunitný únik a predĺžený tropizmus

Hybridné vírusové častice vytvorené z koinfekcií vykazujú imunitný únik a predĺžený tropizmus

V nedávno publikovanej štúdii v Prírodná mikrobiológia Výskumníci skúmali interakcie vírus-vírus pomocou ľudských pľúcnych buniek koinfikovaných dvoma súčasne cirkulujúcimi vírusmi, ktoré spôsobujú respiračné infekcie, respiračným syncyciálnym vírusom (RSV) a vírusom chrípky A (IAV).

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

pozadia

Intracelulárne patogény, ako sú vírusy, vo všeobecnosti vykazujú tropizmus, ktorý vykazuje afinitu k vybraným bunkovým typom. Niektoré bunky a tkanivá môžu byť koinfikované taxonomicky odlišnými vírusmi, pretože rôzne vírusy môžu mať afinitu k rovnakému typu buniek.

Koinfekcie poskytujú vírusom ekologický priestor na vzájomnú interakciu. Tieto interakcie zahŕňajú pseudotypizáciu, kde sú povrchové proteíny z jedného vírusu inkorporované do druhého vírusu, alebo by mohli viesť ku genómovým preskupeniam, ktoré by mohli viesť k úplne novým kmeňom so zvýšeným infekčným potenciálom. Zatiaľ čo niektoré štúdie tvrdia, že výsledky ochorenia sú nezávislé od koinfekcií, iné naznačujú zvýšenie závažných následkov v dôsledku koinfekcií. Mechanizmy vírusových interakcií počas koinfekcií, ktoré určujú progresiu ochorenia, však zostávajú nejasné.

O štúdiu

V tejto štúdii sa bunky psie obličky Madin-Darby (MDCK) a bunky ľudského epidermoidného karcinómu (HEp-2) použili na kultiváciu kmeňov vírusu hemaglutinín-1-neuraminidázy 1 (H1N1) IAV a RSV kmeňa A2. Kultivované bunky ľudského adenokarcinómu pľúc (A549) boli infikované IAV a RSV jednotlivo a synchrónne pri vysokej multiplicite infekcie (MOI).

Plakové testy sa použili na stanovenie infekčných titrov IAV a RSV v MDCK a HEp-2 bunkách, v danom poradí. Imunofluorescenčná mikroskopia sa použila na vyhodnotenie jednotlivých a koinfikovaných buniek, aby sa určil účinok koinfekcií na lokalizáciu vírusových proteínov a podiely infikovaných buniek. Virióny obsahujúce IAV hemaglutinín a imunoznačky fúzneho glykoproteínu RSV sa skúmali pomocou konfokálnej mikroskopie s vysokým rozlíšením, aby sa určilo, či zmiešanie dvoch vírusových glykoproteínov viedlo k vypučaniu vírusových častíc obsahujúcich zložky IAV a RSV.

Okrem toho sa uskutočnila kryoelektrónová tomografia, aby sa preskúmali štrukturálne vlastnosti vlákien RSV a IAV vychádzajúcich z koinfikovaných buniek. Okrem toho, pretože hybridné vírusové častice by obsahovali povrchové glykoproteíny z RSV aj IAV, protilátky proti hemaglutinínu IAV a fúznemu glykoproteínu RSV sa použili v neutralizačných testoch proti vírusom IAV a RSV zozbieraným z individuálne a synchrónne infikovaných buniek.

Bunkový receptor pre IAV, kyselina sialová, sa odstránil pomocou neuraminidázy a bunky sa naočkovali vírusmi IAV a RSV z individuálne infikovaných alebo koinfikovaných buniek, aby sa určilo, či by inkorporácia glykoproteínov RSV mohla rozšíriť tropizmus IAV receptora hybridných vírusových častíc. Bunky boli imunofarbené na IAV a RSV nukleoproteíny a kvantifikované.

Biopsia dychu®: Elektronická kniha Kompletný manuál

Úvod do dychovej biopsie vrátane biomarkerov, technológie, aplikácií a prípadových štúdií. Stiahnite si bezplatnú kópiu

Okrem toho boli ľudské bronchiálne epiteliálne bunky koinfikované RSV a IAV a infikované kultúry zaliate parafínom boli imunofarbené na IAV hemaglutinín a nukleoproteín a celý RSV virión, aby sa určilo, či iné relevantné biologické systémy tvoria častice hybridného vírusu.

Výsledky

Výsledky uvádzajú, že titre IAV boli rovnaké alebo mierne vyššie a titre RSV boli nižšie v koinfikovaných bunkách ako v bunkách infikovaných týmito dvoma vírusmi jednotlivo. Naopak, v bunkách koinfikovaných IAV a rinovírusom bola replikácia IAV inhibovaná. To naznačuje, že výsledky koinfekcie boli závislé od typu vírusov a následných vírusovo špecifických bunkových odpovedí.

Okrem toho štúdia ukázala, že hybridné vírusové častice generované počas koinfekcií obsahovali štrukturálne, funkčné a genómové zložky oboch rodičovských vírusov a boli infekčné. Tieto hybridné vírusové častice demonštrovali obchádzanie IAV-cielenej neutralizácie a schopnosť infikovať neuraminidázou ošetrené IAV receptor-negatívne bunky, čo naznačuje modifikovanú antigenicitu a vlastnosti širokého tropizmu.

Neutralizačný test s použitím anti-RSV glykoproteínových protilátok ukázal, že vstup hybridných vírusových častíc do buniek je sprostredkovaný RSV fúznym glykoproteínom, čo naznačuje, že IAV môže získavať nesúvisiaci vírusový glykoproteín ako funkčný obalový proteín.

Hoci infekcie IAV sú vo všeobecnosti obmedzené na horné dýchacie cesty, hybridné vírusové častice so štrukturálnymi a funkčnými zložkami oboch vírusov by mohli umožniť infekcie IAV v oblastiach dolných dýchacích ciest. Tieto výsledky naznačujú potenciálne zvýšenie patogenity a závažnosti ochorenia, ako aj komplikácie, ako je vírusová pneumónia.

Okrem toho, pretože IAV prechádza vysokou mierou mutácií, hybridné vírusové častice, ktoré infikujú dolný dýchací trakt, môžu viesť k selekcii vírusových častíc so zvýšenou patogenézou a väčším tropizmom pre dolné oblasti dýchacieho traktu. Výsledky tiež ukázali, že hybridné vírusové častice sa zachovali počas viacerých kôl infekcie a podporili šírenie IAV do populácií refraktérnych buniek.

Koinfekcia ľudských bronchiálnych epiteliálnych buniek preukázala tvorbu hybridných vírusových častíc v biologicky relevantných tkanivách a naznačila, že keďže IAV a RSV obe cirkulujú počas rovnakej sezóny a zdieľajú tropizmus pre riasinkové epitelové bunky, pravdepodobnosť koinfekcií a in vivo tvorby hybridných vírusových častíc je vysoká.

Závery

Štúdia celkovo preukázala, že koinfekcie RSV a IAV tvoria hybridné vírusové častice, ktoré majú modifikovanú antigenicitu a rozšírený tropizmus, a naznačila možnosť ďalších takýchto formácií hybridných vírusových častíc z koinfekcií s pleomorfne obalenými vírusmi, ako je RSV.

Autori sa domnievajú, že zatiaľ čo tvorba hybridných vírusových častíc závisí od rôznych faktorov iných ako štrukturálne kompatibility, ako je prekrývanie cirkulačnej sezóny a geografie a tropizmu, koinfekcie predstavujú riziko hybridných vírusových častíc so širokým tropizmom a zvýšeným imunitným únikom.

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

.