Undersøgelse af naturlige dræberlymfocytter, der er transskriptionelt omprogrammeret af vacciniavirus

Undersøgelse af naturlige dræberlymfocytter, der er transskriptionelt omprogrammeret af vacciniavirus

I en nyligt offentliggjort undersøgelse bioRxiv * Preprint-server, forskere evaluerede responsen fra naturlige dræberlymfocytter (NK) på VACV-infektioner (vacciniavirus) in vivo.

Undersøgelser har rapporteret, at NK-lymfocytter spiller en afgørende rolle i bekæmpelsen af ​​poxvirusinfektioner. Derfor er der voksende videnskabelig interesse for at udnytte deres muligheder inden for poxvirus-baserede onkolytiske terapier og vaccinationer. Data om mekanismerne for NK-celleaktivering, receptorer involveret i genkendelsen af ​​VACV-inficerede lymfocytter og mulighederne for omprogrammering af NK-lymfocytter som følge af VACV-infektioner er dog begrænsede.

Lære: Transkriptionel omprogrammering af naturlige dræberceller med vacciniavirus viser både distinkte og bevarede træk i mCMV. Fotokredit: Numstocker / Shutterstock

Om at studere

I denne undersøgelse evaluerede forskere fra University of Cambridge, UK og Fred Hutchinson Cancer Center, USA ændringer i NK-lymfocyttranskriptomer hos mus på grund af intranasal infektion med VACV WR (Western Reserve) stammen.

Ændringerne blev derefter sammenlignet med identiske NK-lymfocyttranskriptomdata fra modificerede vaccinia Ankara (MVA)-inficerede mennesker og cytomegalovirus (mCMV)-inficerede C57BL/6-mus. Derudover blev transkriptionsprofilerne af NK-lymfocytter sammenlignet med celleoverflademolekyleoverflod bestemt ved flowcytometri. Fluorescensaktiveret cellesorteringsanalyse (FACS) og lymfocytisoleringseksperimenter blev udført.

Ribonukleinsyre (RNA) ekstraheret fra NK-lymfocytter blev underkastet bulk-RNA-sekventeringsanalyse (RNAseq). For at evaluere biologiske veje påvirket af VACV-infektion i NK-lymfocytter blev differentielt udtrykte gener (DEG) mellem prøver fra VACV-inficerede mus og sham-dyr analyseret ved bioprocesgen-ontologiberigelsesanalyse.

Til den intranasalt administrerede musemodel blev dyr bedøvet og inficeret med 5,0 x 103 PFU (plaque-dannende enheder) af VACV WR-stammen til primære VACV-infektioner eller 105 PFU til post-VACV-vaccination eller givet kontrolinjektioner. Til den intradermalt administrerede murine infektionsmodel blev dyr inficeret intradermalt med 103 PFU af VACV WR-stammen. Derudover blev plaque-assays udført for at bekræfte VACV-titere i BSC-1-celler (African Green Monkey-cellelinje).

Otteogtyve dage efter intradermal VACV-infektion blev blod- og miltprøver opnået fra mus. Miltvæv blev brugt til isolering af NK eller cluster of differentiation 8+ (CD8+) T-lymfocytter. Halerne af modtagermusedyr blev injiceret intravenøst ​​med NK-lymfocytter, CD8+ T-lymfocytter eller suspensioner af splenocytter, og mus blev udfordret efter 1 dag intranasalt med 105 PFU af VACV WR. Dyrene blev vejet regelmæssigt og observeret for tegn på sygdom i op til 14 dage efter VACV-eksponering.

Resultater

Brede ændringer i aktiviteten af ​​NK-lymfocyttranskripter blev observeret i VACV-inficerede mus, i overensstemmelse med direkte genkendelse af målceller og eksponering for cytokiner og interferoner. Derudover bemærkede holdet ændringer i ekspressionen af ​​visse NKR'er (NK-overfladereceptorer), såsom: B. SLAM- og Ly49-familiereceptorerne og hukommelsesassocieret NK-markøropregulering. Adoptiv overførsel af hukommelses-NK-celler gav ikke immunbeskyttelse mod geninfektion. Sammenligning af resultaterne med NK-lymfocytresponser på murine cytomegalovirus (mCMV)-infektioner afslørede fælles træk og tydelig VACV-induceret NK-transkriptionel aktivitet. Et overlap mellem NK-transkriptionelle responser hos mennesker administreret svækkede VACV-vacciner og MVA blev observeret, hvilket tyder på konserverede NK-lymfocytresponser på tværs af forskellige værter. VACV-induceret aktivering, ekspansion og modning af NK-lymfocytter med samtidige ændringer i bulk-transskriptionsprogrammer og ekspression af hukommelsesmarkører.

Antallet af NK-celler steg 6,5 dage efter infektion (dpi), og præferenceudvidelse af CD27+CD11b- og CD27+CD11b+ undergrupperne blev observeret. DEG (differentielt udtrykte gener) analyse mellem VACV-inficerede og falske prøver ved henholdsvis 1,5 dpi og 6,5 dpi viste 70 transkripter og 3280 transkripter med signifikante ændringer. Sammenligning af par af VAC-inficerede prøver og falske prøver afslørede henholdsvis 4045 og 140 signifikant ændrede transkripter.

DEG'er i VACV-inficerede murine dyr ved 1,5 dpi kunne ikke skelnes fra baggrundsstøj, hvorimod dem identificeret i inficerede dyr ved 6,5 dpi afveg biologisk i deres respons på VACV-infektion. NK-lymfocytter engagerede effektorveje og udviste aktive forsvarsfænotyper som følge af VACV-infektioner. NK-lymfocytter genkendte ikke kun unormale proteinekspressionsmønstre på overfladen af ​​VACV-inficerede celler in vivo, men også interferoner og cytokiner involveret i NK-lymfocytaktivering.

Opregulering af Ly108 d CD319-ekspression blev observeret i NK-lymfocytter som reaktion på VACV-infektion. Receptorerne medierede højst sandsynligt NK-aktiveringsfunktionen gennem samtidig ekspression med NK-aktiverende adaptermolekyler. Under akutte VACV-infektioner viste milt-NK-lymfocytter signifikant opregulering af NK-lymfocythukommelsesassocierede markører.

Muse- og humane NK-lymfocytter delte en transkriptomisk signatur som reaktion på VACV-infektion eller vaccination, der er signifikant forbundet med den direkte identifikation af VACV-inficerede cellepopulationer. NKR-transkripter såsom tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 og lair1 var signifikant opreguleret, mens klra9 og klrc2 var signifikant nedreguleret.

Samlet set gav undersøgelsesresultaterne ny information om aktivering, funktioner og homeostase af NK-lymfocytter under VACV-infektioner, hvilket kan have konsekvenser for udviklingen af ​​VACV-baserede terapeutiske midler. En sammenligning med NK-transkriptionelle reaktioner på MVA-vaccinationer hos mennesker og reaktionen på forskellige vira, herunder mCMV, afslørede bevarede træk ved NK-transkriptionel omprogrammering i relation til infektion eller vaccination.

*Vigtig BEMÆRK

bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er blevet peer-reviewet og derfor ikke bør betragtes som afgørende, vejlede klinisk praksis/sundhedsadfærd eller behandles som etableret information.

Reference:

• Die transkriptionelle Reprogrammierung natürlicher Killerzellen durch das Vacciniavirus zeigt bei mCMV sowohl ausgeprägte als auch konservierte Merkmale. Delphine M. Depierreux, Geoffrey L. Smith, Brian J. Ferguson. bioRxiv Preprint 2022, DOI: https://doi.org/10.1101/2022.11.10.516015, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.10.516015v1

.