Hibridni virusni delci, ki nastanejo zaradi sočasnih okužb, kažejo imunsko utajo in razširjen tropizem

Hibridni virusni delci, ki nastanejo zaradi sočasnih okužb, kažejo imunsko utajo in razširjen tropizem

V nedavno objavljeni študiji v Naravna mikrobiologija Raziskovalci so preučevali interakcije med virusi in virusi z uporabo človeških pljučnih celic, sočasno okuženih z dvema soobtočnima virusoma, ki povzročata okužbe dihal, respiratornim sincicijskim virusom (RSV) in virusom influence A (IAV).

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

ozadje

Znotrajcelični patogeni, kot so virusi, na splošno kažejo tropizem in kažejo afiniteto za izbrane vrste celic. Nekatere celice in tkiva se lahko sočasno okužijo s taksonomsko različnimi virusi, ker imajo lahko različni virusi afiniteto za isti tip celice.

Sočasne okužbe zagotavljajo ekološko nišo za medsebojno interakcijo virusov. Te interakcije vključujejo psevdotipizacijo, kjer se površinske beljakovine iz enega virusa vgradijo v drugi virus, ali pa lahko vodijo do genomskih preureditev, ki bi lahko privedle do popolnoma novih sevov s povečanim infekcijskim potencialom. Medtem ko nekatere študije trdijo, da so izidi bolezni neodvisni od sočasnih okužb, druge kažejo na povečanje resnih izidov zaradi sočasnih okužb. Vendar ostajajo mehanizmi virusnih interakcij med sočasnimi okužbami, ki določajo napredovanje bolezni, nejasni.

O študiju

V tej študiji so bile Madin-Darbyjeve celice pasje ledvice (MDCK) in celice človeškega epidermoidnega karcinoma (HEp-2) uporabljene za gojenje sevov virusa hemaglutinin-1-nevraminidaze 1 (H1N1) IAV oziroma RSV seva A2. Gojene celice adenokarcinoma človeških pljuč (A549) so bile okužene z IAV in RSV posamezno in sinhrono pri visoki množini okužb (MOI).

Testi plakov so bili uporabljeni za določanje infekcijskih titrov IAV in RSV v celicah MDCK oziroma HEp-2. Imunofluorescenčna mikroskopija je bila uporabljena za ovrednotenje posameznih in sočasno okuženih celic, da se določi učinek sočasne okužbe na lokalizacijo virusnih proteinov in deleže okuženih celic. Virione, ki vsebujejo hemaglutinin IAV in fuzijske glikoproteinske imunooznake RSV, smo pregledali s konfokalno mikroskopijo visoke ločljivosti, da bi ugotovili, ali je mešanje obeh virusnih glikoproteinov povzročilo brsteče virusne delce, ki vsebujejo komponente IAV in RSV.

Poleg tega je bila izvedena krioelektronska tomografija, da bi preučili strukturne lastnosti filamentov RSV in IAV, ki brstijo iz sookuženih celic. Nadalje, ker bi hibridni virusni delci vsebovali površinske glikoproteine ​​iz RSV in IAV, so bila protitelesa proti hemaglutininu IAV in fuzijskemu glikoproteinu RSV uporabljena v nevtralizacijskih testih proti virusom IAV in RSV, zbranim iz posamezno in sinhrono okuženih celic.

Celični receptor za IAV, sialno kislino, smo odstranili z uporabo nevraminidaze in celice inokulirali z virusoma IAV in RSV iz posamično okuženih ali sookuženih celic, da bi ugotovili, ali bi vključitev glikoproteinov RSV lahko razširila tropizem receptorja IAV delcev hibridnega virusa. Celice so bile imunsko obarvane za nukleoproteine ​​IAV in RSV ter kvantificirane.

Breath Biopsy®: Popolna e-knjiga s priročnikom

Uvod v biopsijo dihanja, vključno z biomarkerji, tehnologijo, aplikacijami in študijami primerov. Prenesite brezplačno kopijo

Poleg tega so bile človeške bronhialne epitelijske celice sočasno okužene z RSV in IAV, okužene kulture, vgrajene v parafin, pa so bile imunsko obarvane na hemaglutinin in nukleoprotein IAV ter celoten virion RSV, da bi ugotovili, ali drugi pomembni biološki sistemi tvorijo hibridne virusne delce.

Rezultati

Rezultati so poročali, da so bili titri IAV enaki ali nekoliko višji, titri RSV pa nižji v sočasno okuženih celicah kot v celicah, okuženih z virusoma posamično. Nasprotno pa je bila v celicah, sočasno okuženih z IAV in rinovirusom, replikacija IAV zavrta. To je nakazovalo, da so bili izidi sočasne okužbe odvisni od vrste vpletenih virusov in poznejših za virus specifičnih celičnih odzivov.

Poleg tega je študija pokazala, da so hibridni virusni delci, ki nastanejo med sočasnimi okužbami, vsebovali strukturne, funkcionalne in genomske komponente obeh starševskih virusov in so bili kužni. Ti hibridni virusni delci so pokazali izogibanje nevtralizaciji, usmerjeni na IAV, in sposobnost okužbe z nevraminidazo obdelanih celic, negativnih na receptor IAV, kar kaže na spremenjeno antigenost in široke lastnosti tropizma.

Nevtralizacijski test z uporabo protiteles proti glikoproteinu proti RSV je pokazal, da vstop delcev hibridnega virusa v celice posreduje fuzijski glikoprotein RSV, kar kaže, da lahko IAV rekrutira nepovezani virusni glikoprotein kot funkcionalni ovojni protein.

Čeprav so okužbe z IAV na splošno omejene na zgornje dihalne poti, lahko hibridni virusni delci s strukturnimi in funkcionalnimi komponentami obeh virusov omogočijo okužbe z IAV v regijah spodnjih dihal. Ti rezultati kažejo na možno povečanje patogenosti in resnosti bolezni ter zapletov, kot je virusna pljučnica.

Poleg tega, ker je IAV podvržen visokim stopnjam mutacije, lahko hibridni virusni delci, ki okužijo spodnji dihalni trakt, vodijo do izbire virusnih delcev s povečano patogenezo in večjim tropizmom za nižje dele dihalnih poti. Rezultati so tudi pokazali, da so se hibridni virusni delci ohranili v več krogih okužbe in podpirali širjenje IAV v ognjevzdržne celične populacije.

Sočasna okužba človeških bronhialnih epitelijskih celic je pokazala nastanek hibridnih virusnih delcev v biološko pomembnih tkivih in nakazala, da ker IAV in RSV krožita v isti sezoni in si delita tropizem za ciliirane epitelne celice, je verjetnost sočasnih okužb in in vivo generiranja hibridnih virusnih delcev velika.

Sklepi

Na splošno je študija pokazala, da sočasne okužbe z RSV in IAV tvorijo hibridne virusne delce, ki imajo spremenjeno antigenost in razširjen tropizem, ter nakazala možnost nastanka drugih takšnih hibridnih virusnih delcev iz sočasnih okužb z virusi s pleomorfno ovojnico, kot je RSV.

Avtorji verjamejo, da medtem ko je tvorba hibridnih virusnih delcev odvisna od različnih dejavnikov, ki niso strukturne združljivosti, kot so prekrivanje v sezoni kroženja ter geografiji in tropizmu, sočasne okužbe predstavljajo tveganje za hibridne virusne delce s širokim tropizmom in povečano imunsko utajo.

Referenca:

• 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

.