Μελέτη φυσικών φονικών λεμφοκυττάρων που επαναπρογραμματίστηκαν μεταγραφικά από τον ιό της δαμαλίτιδας

Μελέτη φυσικών φονικών λεμφοκυττάρων που επαναπρογραμματίστηκαν μεταγραφικά από τον ιό της δαμαλίτιδας

Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα bioRxiv * Διακομιστής προεκτύπωσης, οι ερευνητές αξιολόγησαν τις αποκρίσεις των λεμφοκυττάρων φυσικών φονέων (NK) σε λοιμώξεις VACV (ιός δαμαλίτιδας) in vivo.

Μελέτες έχουν αναφέρει ότι τα NK λεμφοκύτταρα παίζουν κρίσιμο ρόλο στην καταπολέμηση των λοιμώξεων από τον ιό ευλογιάς. Ως εκ τούτου, υπάρχει αυξανόμενο επιστημονικό ενδιαφέρον για την εκμετάλλευση των δυνατοτήτων τους σε ογκολυτικές θεραπείες και εμβολιασμούς που βασίζονται στον ιό ευλογιάς. Ωστόσο, τα δεδομένα σχετικά με τους μηχανισμούς ενεργοποίησης των κυττάρων ΝΚ, τους υποδοχείς που εμπλέκονται στην αναγνώριση των μολυσμένων με VACV λεμφοκυττάρων και τις δυνατότητες επαναπρογραμματισμού των ΝΚ λεμφοκυττάρων ως αποτέλεσμα των μολύνσεων από VACV είναι περιορισμένα.

Μαθαίνω: Ο μεταγραφικός επαναπρογραμματισμός φυσικών φονικών κυττάρων από τον ιό δαμαλίτιδας δείχνει τόσο διακριτά όσο και διατηρημένα χαρακτηριστικά στο mCMV. Φωτογραφία: Numstocker / Shutterstock

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, και το Κέντρο Καρκίνου Φρεντ Χάτσινσον, στις ΗΠΑ, αξιολόγησαν τις αλλαγές στα μεταγραφώματα των λεμφοκυττάρων ΝΚ σε ποντίκια λόγω ενδορινικής μόλυνσης με το στέλεχος VACV WR (Western Reserve).

Οι αλλαγές στη συνέχεια συγκρίθηκαν με πανομοιότυπα δεδομένα μεταγραφής λεμφοκυττάρων ΝΚ από ανθρώπους μολυσμένους με τροποποιημένη δαμαλίτιδα Ankara (MVA) και μολυσμένους με κυτταρομεγαλοϊό (mCMV) ποντικούς C57BL/6. Επιπλέον, τα μεταγραφικά προφίλ των ΝΚ λεμφοκυττάρων συγκρίθηκαν με την αφθονία των μορίων της κυτταρικής επιφάνειας που προσδιορίστηκε με κυτταρομετρία ροής. Πραγματοποιήθηκαν ανάλυση διαλογής κυττάρων ενεργοποιημένων με φθορισμό (FACS) και πειράματα απομόνωσης λεμφοκυττάρων.

Το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) που εκχυλίστηκε από λεμφοκύτταρα ΝΚ υποβλήθηκε σε ανάλυση αλληλουχίας όγκου RNA (RNAseq). Για την αξιολόγηση των βιολογικών οδών που επηρεάζονται από τη μόλυνση VACV σε λεμφοκύτταρα ΝΚ, τα διαφορικά εκφρασμένα γονίδια (DEG) μεταξύ δειγμάτων από μολυσμένα με VACV ποντίκια και εικονικά ζώα αναλύθηκαν με ανάλυση εμπλουτισμού γονιδιακής οντολογίας βιοδιεργασίας.

Για το μοντέλο ποντικού που χορηγήθηκε ενδορρινικά, τα ζώα αναισθητοποιήθηκαν και μολύνθηκαν με 5,0 × 10 3 PFU (μονάδες σχηματισμού πλάκας) του στελέχους VACV WR για πρωτογενείς λοιμώξεις VACV ή 10 5 PFU για μετα-VACV εμβολιασμό ή με ενέσεις ελέγχου. Για το ενδοδερμικά χορηγούμενο μοντέλο μόλυνσης ποντικού, τα ζώα μολύνθηκαν ενδοδερμικά με 103 PFU του στελέχους VACV WR. Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές πλάκας για να επιβεβαιωθούν οι τίτλοι VACV σε κύτταρα BSC-1 (κυτταρική γραμμή Αφρικανικής Πράσινης Πίθηκος).

Είκοσι οκτώ ημέρες μετά την ενδοδερμική μόλυνση VACV, ελήφθησαν δείγματα αίματος και σπλήνας από ποντίκια. Οι ιστοί της σπλήνας χρησιμοποιήθηκαν για την απομόνωση ΝΚ ή συστάδας διαφοροποίησης 8+ (CD8+) Τ λεμφοκυττάρων. Οι ουρές των ζώων ποντικών-λήπτες εγχύθηκαν ενδοφλεβίως με ΝΚ λεμφοκύτταρα, CD8+ Τ λεμφοκύτταρα ή εναιωρήματα σπληνοκυττάρων και οι ποντικοί προκλήθηκαν μετά από 1 ημέρα ενδορινικά με 105 PFU VACV WR. Τα ζώα ζυγίζονταν τακτικά και παρατηρήθηκαν για σημεία ασθένειας για έως και 14 ημέρες μετά την έκθεση στον VACV.

Αποτελέσματα

Παρατηρήθηκαν ευρείες αλλαγές στη δραστηριότητα των μεταγραφών ΝΚ λεμφοκυττάρων σε μολυσμένα με VACV ποντίκια, σύμφωνα με την άμεση αναγνώριση των κυττάρων-στόχων και την έκθεση σε κυτοκίνες και ιντερφερόνες. Επιπλέον, η ομάδα παρατήρησε αλλαγές στην έκφραση ορισμένων NKR (υποδοχείς επιφάνειας NK), όπως: Β. οι υποδοχείς της οικογένειας SLAM και Ly49, και η ανοδική ρύθμιση του δείκτη NK που σχετίζεται με τη μνήμη. Η υιοθέτηση μεταφοράς των κυττάρων ΝΚ μνήμης δεν προσέφερε ανοσολογική προστασία έναντι της επαναμόλυνσης. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων με αποκρίσεις λεμφοκυττάρων ΝΚ σε μολύνσεις από κυτταρομεγαλοϊό ποντικού (mCMV) αποκάλυψε κοινά χαρακτηριστικά και διακριτή μεταγραφική δραστηριότητα ΝΚ που επάγεται από το VACV. Παρατηρήθηκε μια επικάλυψη μεταξύ των μεταγραφικών αποκρίσεων ΝΚ σε ανθρώπους που χορηγήθηκαν εξασθενημένα εμβόλια VACV και MVA, υποδηλώνοντας διατηρημένες αποκρίσεις ΝΚ λεμφοκυττάρων σε διαφορετικούς ξενιστές. Επαγόμενη από το VACV ενεργοποίηση, επέκταση και ωρίμανση ΝΚ λεμφοκυττάρων με ταυτόχρονες αλλαγές στα προγράμματα μαζικής μεταγραφής και έκφραση δεικτών μνήμης.

Ο αριθμός των ΝΚ κυττάρων αυξήθηκε 6,5 ημέρες μετά τη μόλυνση (dpi) και παρατηρήθηκε προτιμησιακή επέκταση των υποσυνόλων CD27+CD11b- και CD27+CD11b+. Η ανάλυση DEG (διαφορικά εκφρασμένα γονίδια) μεταξύ μολυσμένων με VACV και ψευδών δειγμάτων στα 1,5 dpi και 6,5 dpi, αντίστοιχα, έδειξε 70 μεταγραφές και 3280 μεταγραφές με σημαντικές αλλαγές. Η σύγκριση ζευγών δειγμάτων μολυσμένων με VAC και ψευδών δειγμάτων αποκάλυψε 4045 και 140 σημαντικά αλλαγμένα αντίγραφα, αντίστοιχα.

Οι DEG σε πειραματόζωα μολυσμένα με VACV στα 1,5 dpi δεν μπορούσαν να διακριθούν από τον θόρυβο περιβάλλοντος, ενώ αυτά που εντοπίστηκαν σε μολυσμένα ζώα στα 6,5 dpi διέφεραν βιολογικά στις αποκρίσεις τους στη μόλυνση με VACV. Τα NK λεμφοκύτταρα εμπλέκονται σε δραστικές οδούς και εμφάνισαν ενεργούς αμυντικούς φαινοτύπους που προκύπτουν από μολύνσεις VACV. Τα ΝΚ λεμφοκύτταρα αναγνώρισαν όχι μόνο μη φυσιολογικά πρότυπα έκφρασης πρωτεΐνης στην επιφάνεια μολυσμένων με VACV κυττάρων in vivo, αλλά και τις ιντερφερόνες και τις κυτοκίνες που εμπλέκονται στην ενεργοποίηση των λεμφοκυττάρων ΝΚ.

Ανοδική ρύθμιση της έκφρασης Ly108 d CD319 παρατηρήθηκε σε λεμφοκύτταρα ΝΚ ως απόκριση στη μόλυνση VACV. Οι υποδοχείς πιθανότατα μεσολάβησαν στη λειτουργία ενεργοποίησης ΝΚ μέσω ταυτόχρονης έκφρασης με μόρια προσαρμογέα που ενεργοποιούν τη ΝΚ. Κατά τη διάρκεια οξέων λοιμώξεων από VACV, τα λεμφοκύτταρα ΝΚ του σπλήνα εμφάνισαν σημαντική αύξηση των δεικτών που σχετίζονται με τη μνήμη των ΝΚ λεμφοκυττάρων.

Τα λεμφοκύτταρα ΝΚ ποντικού και ανθρώπου μοιράστηκαν μια μεταγραφική υπογραφή ως απόκριση στη μόλυνση ή τον εμβολιασμό VACV που σχετίζεται σημαντικά με την άμεση αναγνώριση κυτταρικών πληθυσμών μολυσμένων με VACV. Οι μεταγραφές NKR όπως tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 και lair1 ρυθμίστηκαν σημαντικά προς τα πάνω, ενώ τα klra9 και klrc2 ρυθμίστηκαν σημαντικά προς τα κάτω.

Συνολικά, τα αποτελέσματα της μελέτης παρείχαν νέες πληροφορίες σχετικά με την ενεργοποίηση, τις λειτουργίες και την ομοιόσταση των NK λεμφοκυττάρων κατά τις λοιμώξεις VACV, οι οποίες μπορεί να έχουν επιπτώσεις στην ανάπτυξη θεραπευτικών σκευασμάτων που βασίζονται σε VACV. Μια σύγκριση με τις μεταγραφικές αποκρίσεις ΝΚ σε εμβολιασμούς MVA σε ανθρώπους και την απόκριση σε διάφορους ιούς, συμπεριλαμβανομένου του mCMV, αποκάλυψε διατηρημένα χαρακτηριστικά του μεταγραφικού επαναπρογραμματισμού ΝΚ σε σχέση με μόλυνση ή εμβολιασμό.

*Σημαντική ΣΗΜΕΙΩΣΗ

Το bioRxiv δημοσιεύει προκαταρκτικές επιστημονικές εκθέσεις που δεν έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους και επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται πειστικές, να καθοδηγούν την κλινική πρακτική/συμπεριφορά στην υγεία ή να αντιμετωπίζονται ως καθιερωμένες πληροφορίες.

Αναφορά:

• 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

.