Studio di linfociti natural killer riprogrammati trascrizionalmente dal virus vaccinico

Studio di linfociti natural killer riprogrammati trascrizionalmente dal virus vaccinico

In uno studio recentemente pubblicato bioRxiv * Server di prestampa, i ricercatori hanno valutato le risposte dei linfociti natural killer (NK) alle infezioni da VACV (virus del vaccino) in vivo.

Gli studi hanno riportato che i linfociti NK svolgono un ruolo fondamentale nella lotta contro le infezioni da poxvirus. Pertanto, vi è un crescente interesse scientifico nello sfruttare le loro capacità nelle terapie oncolitiche e nelle vaccinazioni basate sul poxvirus. Tuttavia, i dati sui meccanismi di attivazione delle cellule NK, sui recettori coinvolti nel riconoscimento dei linfociti infetti da VACV e sulle possibilità di riprogrammazione dei linfociti NK a seguito di infezioni da VACV sono limitati.

Imparare: La riprogrammazione trascrizionale delle cellule natural killer da parte del virus vaccinico mostra caratteristiche sia distinte che conservate nell'mCMV. Credito fotografico: Numstocker/Shutterstock

A proposito di studiare

Nel presente studio, ricercatori dell’Università di Cambridge, Regno Unito, e del Fred Hutchinson Cancer Center, Stati Uniti, hanno valutato i cambiamenti nei trascrittomi dei linfociti NK nei topi dovuti a infezione intranasale con il ceppo VACV WR (Western Reserve).

I cambiamenti sono stati poi confrontati con dati identici sul trascrittoma dei linfociti NK provenienti da esseri umani infetti da vaccinia Ankara modificato (MVA) e da topi C57BL/6 infetti da citomegalovirus (mCMV). Inoltre, i profili trascrizionali dei linfociti NK sono stati confrontati con l'abbondanza di molecole sulla superficie cellulare determinata mediante citometria a flusso. Sono stati eseguiti esperimenti di selezione delle cellule attivate dalla fluorescenza (FACS) e di isolamento dei linfociti.

L'acido ribonucleico (RNA) estratto dai linfociti NK è stato sottoposto ad analisi di sequenziamento dell'RNA in massa (RNAseq). Per valutare i percorsi biologici influenzati dall'infezione da VACV nei linfociti NK, i geni differenzialmente espressi (DEG) tra campioni di topi infetti da VACV e animali fittizi sono stati analizzati mediante analisi di arricchimento dell'ontologia genetica del bioprocesso.

Per il modello murino somministrato per via intranasale, gli animali sono stati anestetizzati e infettati con 5,0 × 10 3 PFU (unità formanti placca) del ceppo VACV WR per le infezioni primarie da VACV o 10 5 PFU per la vaccinazione post-VACV o con iniezioni di controllo. Per il modello di infezione murina somministrata per via intradermica, gli animali sono stati infettati per via intradermica con 10³ PFU del ceppo VACV WR. Inoltre, sono stati eseguiti test sulle placche per confermare i titoli VACV nelle cellule BSC-1 (linea cellulare della scimmia verde africana).

Ventotto giorni dopo l'infezione intradermica da VACV, sono stati ottenuti campioni di sangue e milza dai topi. I tessuti della milza sono stati utilizzati per l'isolamento dei linfociti T NK o del cluster di differenziazione 8+ (CD8+). Nelle code dei topi riceventi sono stati iniettati per via endovenosa linfociti NK, linfociti T CD8+ o sospensioni di splenociti e i topi sono stati stimolati per via intranasale dopo 1 giorno con 10 5 PFU di VACV WR. Gli animali sono stati pesati regolarmente e osservati per segni di malattia fino a 14 giorni dopo l'esposizione al VACV.

Risultati

Nei topi infetti da VACV sono stati osservati ampi cambiamenti nell’attività delle trascrizioni dei linfociti NK, coerenti con il riconoscimento diretto delle cellule bersaglio e l’esposizione a citochine e interferoni. Inoltre, il team ha notato cambiamenti nell'espressione di alcuni NKR (recettori di superficie NK), come: B. i recettori della famiglia SLAM e Ly49 e una sovraregolazione dei marcatori NK associati alla memoria. Il trasferimento adottivo delle cellule NK della memoria non ha conferito protezione immunitaria contro la reinfezione. Il confronto dei risultati con le risposte dei linfociti NK alle infezioni da citomegalovirus murino (mCMV) ha rivelato caratteristiche comuni e un'attività trascrizionale NK distinta indotta da VACV. È stata osservata una sovrapposizione tra le risposte trascrizionali NK negli esseri umani a cui sono stati somministrati vaccini VACV attenuati e MVA, suggerendo risposte conservate dei linfociti NK tra diversi ospiti. Attivazione, espansione e maturazione indotte da VACV dei linfociti NK con concomitanti cambiamenti nei programmi di trascrizione di massa e nell'espressione dei marcatori di memoria.

Il numero di cellule NK è aumentato a 6,5 ​​giorni dopo l'infezione (dpi) ed è stata osservata un'espansione preferenziale dei sottogruppi CD27+CD11b- e CD27+CD11b+. L'analisi DEG (geni differenzialmente espressi) tra campioni infetti da VACV e simulati a 1,5 dpi e 6,5 dpi, rispettivamente, ha mostrato 70 trascrizioni e 3280 trascrizioni con cambiamenti significativi. Il confronto di coppie di campioni infetti da VAC e campioni fittizi ha rivelato rispettivamente 4045 e 140 trascrizioni significativamente alterate.

I DEG negli animali murini infetti da VACV a 1,5 dpi non potevano essere distinti dal rumore di fondo, mentre quelli identificati negli animali infetti a 6,5 ​​dpi differivano biologicamente nelle loro risposte all'infezione da VACV. I linfociti NK attivavano vie effettrici e mostravano fenotipi di difesa attiva derivanti da infezioni da VACV. I linfociti NK hanno riconosciuto non solo modelli anomali di espressione proteica sulla superficie delle cellule infette da VACV in vivo, ma anche gli interferoni e le citochine coinvolti nell'attivazione dei linfociti NK.

È stata osservata una sovraregolazione dell'espressione di Ly108 d CD319 nei linfociti NK in risposta all'infezione da VACV. Molto probabilmente i recettori hanno mediato la funzione di attivazione delle NK attraverso l'espressione simultanea con molecole adattatrici che attivano le NK. Durante le infezioni acute da VACV, i linfociti NK splenici hanno mostrato una significativa sovraregolazione dei marcatori associati alla memoria dei linfociti NK.

I linfociti NK umani e di topo condividevano una firma trascrittomica in risposta all'infezione o alla vaccinazione da VACV che è significativamente associata all'identificazione diretta delle popolazioni cellulari infette da VACV. Le trascrizioni NKR come tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3,thy1, klrb1b, cd160 e lair1 erano significativamente sovraregolate, mentre klra9 e klrc2 erano significativamente sottoregolate.

Nel complesso, i risultati dello studio hanno fornito nuove informazioni sull’attivazione, le funzioni e l’omeostasi dei linfociti NK durante le infezioni da VACV, che potrebbero avere implicazioni per lo sviluppo di terapie basate su VACV. Un confronto con le risposte trascrizionali NK alle vaccinazioni MVA negli esseri umani e la risposta a vari virus, incluso mCMV, ha rivelato caratteristiche conservate della riprogrammazione trascrizionale NK in relazione all'infezione o alla vaccinazione.

*NOTA importante

bioRxiv pubblica rapporti scientifici preliminari che non sono stati sottoposti a revisione paritaria e pertanto non dovrebbero essere considerati conclusivi, guidare la pratica clinica/comportamento sanitario o essere trattati come informazioni consolidate.

Riferimento:

• 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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