Estudio de linfocitos asesinos naturales reprogramados transcripcionalmente por el virus vaccinia

Estudio de linfocitos asesinos naturales reprogramados transcripcionalmente por el virus vaccinia

En un estudio publicado recientemente bioRxiv * Servidor de preimpresión, Los investigadores evaluaron las respuestas de los linfocitos asesinos naturales (NK) a las infecciones por VACV (virus vaccinia) in vivo.

Los estudios han informado que los linfocitos NK desempeñan un papel fundamental en la lucha contra las infecciones por poxvirus. Por lo tanto, existe un creciente interés científico en explotar sus capacidades en vacunas y terapias oncolíticas basadas en poxvirus. Sin embargo, los datos sobre los mecanismos de activación de las células NK, los receptores implicados en el reconocimiento de los linfocitos infectados por VACV y las posibilidades de reprogramación de los linfocitos NK como resultado de las infecciones por VACV son limitados.

Aprender: La reprogramación transcripcional de células asesinas naturales por el virus vaccinia muestra características distintas y conservadas en mCMV. Crédito de la foto: Numstocker/Shutterstock

Sobre estudiar

En el presente estudio, investigadores de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y el Centro Oncológico Fred Hutchinson, EE.UU., evaluaron los cambios en los transcriptomas de los linfocitos NK en ratones debido a una infección intranasal con la cepa VACV WR (Western Reserve).

Luego, los cambios se compararon con datos idénticos del transcriptoma de linfocitos NK de humanos infectados con vaccinia Ankara (MVA) modificada y ratones C57BL/6 infectados con citomegalovirus (mCMV). Además, los perfiles transcripcionales de los linfocitos NK se compararon con la abundancia de moléculas de la superficie celular determinada mediante citometría de flujo. Se realizaron análisis de clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) y experimentos de aislamiento de linfocitos.

El ácido ribonucleico (ARN) extraído de linfocitos NK se sometió a un análisis de secuenciación masiva de ARN (RNAseq). Para evaluar las vías biológicas afectadas por la infección por VACV en linfocitos NK, se analizaron genes expresados ​​diferencialmente (DEG) entre muestras de ratones infectados por VACV y animales simulados mediante análisis de enriquecimiento de ontología de genes de bioprocesos.

Para el modelo de ratón administrado por vía intranasal, los animales se anestesiaron y se infectaron con 5,0 × 10 3 PFU (unidades formadoras de placa) de la cepa VACV WR para infecciones primarias por VACV o 10 5 PFU para la vacunación posterior a VACV o se les administraron inyecciones de control. Para el modelo de infección murina administrado por vía intradérmica, los animales se infectaron por vía intradérmica con 10³ PFU de la cepa VACV WR. Además, se realizaron ensayos de placas para confirmar los títulos de VACV en células BSC-1 (línea celular African Green Monkey).

Veintiocho días después de la infección intradérmica por VACV, se obtuvieron muestras de sangre y bazo de ratones. Se utilizaron tejidos del bazo para el aislamiento de NK o grupos de linfocitos T de diferenciación 8+ (CD8+). A las colas de los animales ratones receptores se les inyectaron por vía intravenosa linfocitos NK, linfocitos T CD8+ o suspensiones de esplenocitos, y los ratones se expusieron después de 1 día por vía intranasal a 105 UFP de VACV WR. Los animales se pesaron periódicamente y se observaron para detectar signos de enfermedad hasta 14 días después de la exposición al VACV.

Resultados

Se observaron amplios cambios en la actividad de las transcripciones de linfocitos NK en ratones infectados con VACV, consistentes con el reconocimiento directo de las células diana y la exposición a citoquinas e interferones. Además, el equipo notó cambios en la expresión de ciertos NKR (receptores de superficie NK), como los receptores de la familia SLAM y Ly49, y la regulación positiva de los marcadores NK asociados a la memoria. La transferencia adoptiva de células NK de memoria no confirió protección inmune contra la reinfección. La comparación de los resultados con las respuestas de los linfocitos NK a las infecciones por citomegalovirus murino (mCMV) reveló características comunes y una actividad transcripcional de NK inducida por VACV distinta. Se observó una superposición entre las respuestas transcripcionales de NK en humanos a los que se les administraron vacunas VACV atenuadas y MVA, lo que sugiere respuestas de linfocitos NK conservadas en diferentes huéspedes. Activación, expansión y maduración inducida por VACV de linfocitos NK con cambios concomitantes en los programas de transcripción masiva y expresión de marcadores de memoria.

El número de células NK aumentó 6,5 días después de la infección (dpi) y se observó una expansión preferencial de los subconjuntos CD27+CD11b- y CD27+CD11b+. El análisis DEG (genes expresados ​​diferencialmente) entre muestras infectadas con VACV y simuladas a 1,5 ppp y 6,5 ppp, respectivamente, mostró 70 transcripciones y 3280 transcripciones con cambios significativos. La comparación de pares de muestras infectadas con VAC y muestras simuladas reveló 4045 y 140 transcripciones significativamente alteradas, respectivamente.

Los DEG en animales murinos infectados con VACV a 1,5 ppp no ​​se pudieron distinguir del ruido de fondo, mientras que los identificados en animales infectados a 6,5 ​​ppp diferían biológicamente en sus respuestas a la infección por VACV. Los linfocitos NK participaron en vías efectoras y exhibieron fenotipos de defensa activa resultantes de infecciones por VACV. Los linfocitos NK reconocieron in vivo no sólo patrones anormales de expresión de proteínas en la superficie de las células infectadas con VACV, sino también los interferones y citocinas implicados en la activación de los linfocitos NK.

Se observó una regulación positiva de la expresión de Ly108 d CD319 en los linfocitos NK en respuesta a la infección por VACV. Lo más probable es que los receptores mediaran la función de activación de NK mediante la expresión simultánea con moléculas adaptadoras activadoras de NK. Durante las infecciones agudas por VACV, los linfocitos NK esplénicos mostraron una regulación positiva significativa de los marcadores asociados a la memoria de los linfocitos NK.

Los linfocitos NK de ratón y humanos compartieron una firma transcriptómica en respuesta a la infección o vacunación por VACV que se asocia significativamente con la identificación directa de poblaciones de células infectadas por VACV. Las transcripciones de NKR como tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 y lair1 estaban significativamente reguladas al alza, mientras que klra9 y klrc2 estaban significativamente reguladas a la baja.

En general, los resultados del estudio proporcionaron nueva información sobre la activación, las funciones y la homeostasis de los linfocitos NK durante las infecciones por VACV, lo que puede tener implicaciones para el desarrollo de terapias basadas en VACV. Una comparación con las respuestas transcripcionales de NK a las vacunas MVA en humanos y la respuesta a varios virus, incluido mCMV, reveló características conservadas de la reprogramación transcripcional de NK en relación con la infección o la vacunación.

*NOTA IMPORTANTE

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica o el comportamiento de salud ni tratarse como información establecida.

Referencia:

• 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

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