Vaktsiiniaviiruse poolt transkriptsiooniliselt ümber programmeeritud looduslike tapja-lümfotsüütide uuring

Vaktsiiniaviiruse poolt transkriptsiooniliselt ümber programmeeritud looduslike tapja-lümfotsüütide uuring

Hiljuti avaldatud uuringus bioRxiv * Preprint server, teadlased hindasid looduslike tapja-lümfotsüütide (NK) vastuseid VACV (vaktsiiniaviiruse) infektsioonidele in vivo.

Uuringud on näidanud, et NK-lümfotsüüdid mängivad poksviiruse infektsioonide vastu võitlemisel olulist rolli. Seetõttu kasvab teaduslik huvi nende võimete ärakasutamise vastu poksviirusel põhinevate onkolüütiliste ravimeetodite ja vaktsineerimiste vastu. Andmed NK-rakkude aktiveerimise mehhanismide, VACV-ga nakatunud lümfotsüütide äratundmisega seotud retseptorite ja NK-lümfotsüütide ümberprogrammeerimise võimaluste kohta VACV-nakkuste tagajärjel on aga piiratud.

Õppige: Looduslike tapjarakkude transkriptsiooniline ümberprogrammeerimine vaktsiiniaviiruse poolt näitab mCMV-s nii erinevaid kui ka konserveerunud tunnuseid. Foto krediit: Numstocker / Shutterstock

Õppimisest

Käesolevas uuringus hindasid Ühendkuningriigi Cambridge'i ülikooli ja USA Fred Hutchinsoni vähikeskuse teadlased muutusi NK lümfotsüütide transkriptoomides hiirtel, mis on tingitud intranasaalsest infektsioonist VACV WR (Western Reserve) tüvega.

Seejärel võrreldi muutusi identsete NK-lümfotsüütide transkriptoomi andmetega modifitseeritud vaktsiinia Ankara (MVA) nakatunud inimestelt ja tsütomegaloviirusega (mCMV) nakatunud C57BL/6 hiirtelt. Lisaks võrreldi NK-lümfotsüütide transkriptsiooniprofiile rakupinna molekulide arvukusega, mis määrati voolutsütomeetria abil. Viidi läbi fluorestsents-aktiveeritud rakkude sorteerimise analüüs (FACS) ja lümfotsüütide isoleerimise katsed.

NK lümfotsüütidest ekstraheeritud ribonukleiinhappe (RNA) suhtes tehti RNA hulgijärjestuse (RNAseq) analüüs. VACV infektsiooni poolt NK-lümfotsüütides mõjutatud bioloogiliste radade hindamiseks analüüsiti VACV-ga nakatunud hiirte ja võltsloomade proovide vahel erinevalt ekspresseeritud geene (DEG) bioprotsessi geeni ontoloogia rikastamise analüüsiga.

Intranasaalselt manustatud hiiremudeli puhul anesteseeriti loomad ja nakatati VACV WR tüve 5,0 × 103 PFU-ga (naastu moodustavad ühikud) esmaste VACV-nakkuste korral või 105 PFU-ga VACV-järgse vaktsineerimise või kontrollsüstidega. Intradermaalselt manustatud hiire nakkuse mudeli jaoks nakatati loomi intradermaalselt 10³ PFU VACV WR tüvega. Lisaks viidi läbi naastude analüüsid, et kinnitada VACV tiitreid BSC-1 rakkudes (African Green Monkey rakuliin).

Kakskümmend kaheksa päeva pärast intradermaalset VACV-nakkust võeti hiirtelt vere- ja põrnaproovid. Põrna kudesid kasutati NK või diferentseerumisega 8+ (CD8+) T-lümfotsüütide klastri eraldamiseks. Retsipienthiirte loomade sabadesse süstiti intravenoosselt NK-lümfotsüüte, CD8+ T-lümfotsüüte või splenotsüütide suspensioone ja hiirtele manustati 1 päeva pärast intranasaalselt 105 PFU VACV WR-i. Loomi kaaluti regulaarselt ja jälgiti haigusnähtude suhtes kuni 14 päeva jooksul pärast VACV-ga kokkupuudet.

Tulemused

VACV-ga nakatunud hiirtel täheldati suuri muutusi NK-lümfotsüütide transkriptide aktiivsuses, mis on kooskõlas sihtrakkude otsese äratundmisega ning kokkupuutega tsütokiinide ja interferoonidega. Lisaks märkis töörühm muutusi teatud NKR-ide (NK-pinna retseptorite) ekspressioonis, nagu: B. SLAM ja Ly49 perekonna retseptorid ning mäluga seotud NK-markerite ülesreguleerimine. Mälu NK-rakkude adopteerimine ei andnud immuunkaitset uuesti nakatumise vastu. Tulemuste võrdlemine NK-lümfotsüütide vastustega hiire tsütomegaloviiruse (mCMV) infektsioonidele näitas ühiseid jooni ja selget VACV-indutseeritud NK transkriptsioonilist aktiivsust. Inimestel, kellele manustati nõrgestatud VACV vaktsiine, ja MVA-le täheldati NK transkriptsioonivastuste kattumist, mis viitab konserveerunud NK lümfotsüütide vastustele erinevates peremeesorganismides. VACV-indutseeritud NK-lümfotsüütide aktiveerimine, laienemine ja küpsemine koos samaaegsete muutustega hulgitranskriptsiooniprogrammides ja mälumarkerite ekspressioonis.

NK-rakkude arv suurenes 6,5 päeva pärast nakatumist (dpi) ja täheldati CD27+CD11b- ja CD27+CD11b+ alamhulkade eelistatud laienemist. DEG (diferentsiaalselt ekspresseeritud geenid) analüüs VACV-ga nakatunud ja näidisproovide vahel 1,5 dpi ja 6,5 ​​dpi juures näitas 70 transkripti ja 3280 transkripti oluliste muutustega. VAC-ga nakatunud proovide ja näidisproovide paaride võrdlus näitas vastavalt 4045 ja 140 oluliselt muutunud transkripti.

VACV-ga nakatunud hiireloomade DEG-sid 1, 5 dpi juures ei olnud võimalik taustmürast eristada, samas kui nakatunud loomadel 6, 5 dpi juures tuvastatud DEG-d erinesid VACV-nakkusele reageerimisel bioloogiliselt. NK-lümfotsüüdid haarasid efektorradasid ja avaldasid VACV-nakkustest tulenevaid aktiivseid kaitsefenotüüpe. NK-lümfotsüüdid ei tuvastanud mitte ainult ebanormaalseid valgu ekspressioonimustreid VACV-ga nakatunud rakkude pinnal in vivo, vaid ka NK-lümfotsüütide aktivatsioonis osalevaid interferoone ja tsütokiine.

Ly108 d CD319 ekspressiooni ülesreguleerimist täheldati NK lümfotsüütides vastusena VACV infektsioonile. Tõenäoliselt vahendasid retseptorid NK aktiveerimisfunktsiooni samaaegse ekspressiooni kaudu NK-aktiveerivate adaptermolekulidega. Ägedate VACV-nakkuste ajal näitasid põrna NK-lümfotsüüdid NK-lümfotsüütide mäluga seotud markerite olulist ülesreguleerimist.

Hiire ja inimese NK-lümfotsüütidel oli vastuseks VACV-nakkusele või vaktsineerimisele transkriptoomiline signatuur, mis on oluliselt seotud VACV-ga nakatunud rakupopulatsioonide otsese tuvastamisega. NKR-i transkriptid, nagu tigit, gbp49a / b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 ja lair1, olid oluliselt ülesreguleeritud, samas kui klra9 ja klrc2 olid oluliselt allareguleeritud.

Üldiselt andsid uuringutulemused uut teavet NK-lümfotsüütide aktiveerimise, funktsioonide ja homöostaasi kohta VACV-nakkuste ajal, mis võib mõjutada VACV-põhiste ravimite väljatöötamist. Võrdlus NK transkriptsiooniliste vastustega MVA vaktsineerimisele inimestel ja vastusega erinevatele viirustele, sealhulgas mCMV, näitas NK transkriptsiooni ümberprogrammeerimise konserveerunud tunnuseid seoses nakkuse või vaktsineerimisega.

*Oluline MÄRKUS

bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja seetõttu ei tohiks neid pidada veenvateks, juhinduda kliinilisest praktikast/tervisekäitumisest ega käsitleda väljakujunenud teabena.

Viide:

• 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

.