Badanie limfocytów NK przeprogramowanych transkrypcyjnie przez wirusa krowianki

Badanie limfocytów NK przeprogramowanych transkrypcyjnie przez wirusa krowianki

W niedawno opublikowanym badaniu bioRxiv * Serwer wydruku wstępnego. Naukowcy ocenili reakcję limfocytów NK (naturalni zabójcy) na zakażenia VACV (wirusem krowianki) in vivo.

Badania wykazały, że limfocyty NK odgrywają kluczową rolę w zwalczaniu infekcji wirusem ospy. W związku z tym rośnie zainteresowanie naukowe wykorzystaniem ich możliwości w terapiach onkolitycznych i szczepionkach opartych na wirusach ospy. Jednakże dane na temat mechanizmów aktywacji komórek NK, receptorów biorących udział w rozpoznawaniu limfocytów zakażonych VACV oraz możliwości przeprogramowania limfocytów NK w wyniku infekcji VACV są ograniczone.

Uczyć się: Transkrypcyjne przeprogramowanie komórek NK przez wirusa krowianki wykazuje zarówno odrębne, jak i konserwatywne cechy mCMV. Źródło zdjęcia: Numstocker / Shutterstock

O studiowaniu

W niniejszym badaniu naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge w Wielkiej Brytanii i Fred Hutchinson Cancer Center w USA oceniali zmiany w transkryptomach limfocytów NK u myszy spowodowane infekcją donosową szczepem VACV WR (Western Reserve).

Zmiany następnie porównano z identycznymi danymi transkryptomu limfocytów NK od ludzi zakażonych zmodyfikowaną wirusem krowianki Ankara (MVA) i myszy C57BL/6 zakażonych wirusem cytomegalii (mCMV). Ponadto porównano profile transkrypcyjne limfocytów NK z liczebnością cząsteczek na powierzchni komórki określoną za pomocą cytometrii przepływowej. Przeprowadzono analizę sortowania komórek aktywowaną fluorescencją (FACS) i doświadczenia izolacji limfocytów.

Kwas rybonukleinowy (RNA) wyekstrahowany z limfocytów NK poddano analizie masowego sekwencjonowania RNA (RNAseq). Aby ocenić szlaki biologiczne, na które wpływa infekcja VACV w limfocytach NK, analizowano geny o zróżnicowanej ekspresji (DEG) pomiędzy próbkami od myszy zakażonych VACV i zwierząt pozorowanych za pomocą analizy wzbogacania ontologii genów bioprocesu.

W przypadku modelu mysiego podawanego donosowo, zwierzęta znieczulono i zakażono 5,0 x 103 PFU (jednostek tworzących łysinki) szczepu VACV WR w przypadku pierwotnych infekcji VACV lub 105 PFU w przypadku szczepienia po VACV lub podano zastrzyki kontrolne. W modelu zakażenia mysiego po podaniu śródskórnym zwierzęta zakażono śródskórnie 103 PFU szczepu VACV WR. Dodatkowo przeprowadzono testy łysinkowe w celu potwierdzenia miana VACV w komórkach BSC-1 (linia komórkowa African Green Monkey).

Dwadzieścia osiem dni po śródskórnym zakażeniu VACV pobrano od myszy próbki krwi i śledziony. Tkanki śledziony wykorzystano do izolacji NK lub skupiska różnicujących limfocytów T 8+ (CD8+). Ogonom myszy biorców wstrzyknięto dożylnie limfocyty NK, limfocyty T CD8+ lub zawiesiny splenocytów i myszy poddano prowokacji po 1 dniu donosowo 105 PFU VACV WR. Zwierzęta regularnie ważono i obserwowano pod kątem objawów choroby przez okres do 14 dni po ekspozycji na VACV.

Wyniki

U myszy zakażonych VACV zaobserwowano szerokie zmiany w aktywności transkryptów limfocytów NK, co jest zgodne z bezpośrednim rozpoznawaniem komórek docelowych i ekspozycją na cytokiny i interferony. Ponadto zespół zaobserwował zmiany w ekspresji niektórych NKR (receptorów powierzchniowych NK), takich jak: B. receptory z rodziny SLAM i Ly49 oraz zwiększenie poziomu markera NK związanego z pamięcią. Adopcyjny transfer komórek NK pamięci nie zapewniał ochrony immunologicznej przed ponownym zakażeniem. Porównanie wyników z odpowiedzią limfocytów NK na zakażenia mysim wirusem cytomegalii (mCMV) ujawniło wspólne cechy i wyraźną aktywność transkrypcyjną NK indukowaną VACV. Zaobserwowano nakładanie się odpowiedzi transkrypcyjnych NK u ludzi, którym podano atenuowane szczepionki VACV i MVA, co sugeruje konserwatywne odpowiedzi limfocytów NK u różnych gospodarzy. Indukowana przez VACV aktywacja, ekspansja i dojrzewanie limfocytów NK z towarzyszącymi zmianami w programach transkrypcji masowej i ekspresji markerów pamięci.

Liczba komórek NK wzrosła 6,5 ​​dnia po zakażeniu (dpi) i zaobserwowano preferencyjną ekspansję podzbiorów CD27+CD11b- i CD27+CD11b+. Analiza DEG (geny o różnej ekspresji) pomiędzy próbkami zakażonymi VACV i próbkami próbnymi przy odpowiednio 1,5 dpi i 6,5 dpi wykazała 70 transkryptów i 3280 transkryptów ze znaczącymi zmianami. Porównanie par próbek zakażonych VAC i próbek próbnych ujawniło odpowiednio 4045 i 140 znacząco zmienionych transkryptów.

DEG u myszy zakażonych VACV przy 1,5 dpi nie można było odróżnić od szumu tła, podczas gdy te zidentyfikowane u zakażonych zwierząt przy 6,5 dpi różniły się biologicznie w ich odpowiedziach na infekcję VACV. Limfocyty NK zaangażowały się w szlaki efektorowe i wykazywały fenotypy aktywnej obrony wynikające z infekcji VACV. Limfocyty NK rozpoznawały in vivo nie tylko nieprawidłowe wzorce ekspresji białek na powierzchni komórek zakażonych VACV, ale także interferony i cytokiny zaangażowane w aktywację limfocytów NK.

Zwiększoną ekspresję Ly108 d CD319 zaobserwowano w limfocytach NK w odpowiedzi na infekcję VACV. Receptory najprawdopodobniej pośredniczyły w funkcji aktywacji NK poprzez jednoczesną ekspresję z cząsteczkami adaptorowymi aktywującymi NK. Podczas ostrych infekcji VACV limfocyty NK śledziony wykazywały znaczną regulację w górę markerów związanych z pamięcią limfocytów NK.

Mysie i ludzkie limfocyty NK miały wspólną sygnaturę transkryptomiczną w odpowiedzi na infekcję lub szczepienie VACV, która jest istotnie powiązana z bezpośrednią identyfikacją populacji komórek zakażonych VACV. Transkrypty NKR, takie jak tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 i lair1 były znacząco podwyższone, podczas gdy klra9 i klrc2 były znacznie obniżone.

Ogólnie rzecz biorąc, wyniki badania dostarczyły nowych informacji na temat aktywacji, funkcji i homeostazy limfocytów NK podczas infekcji VACV, co może mieć wpływ na rozwój terapii opartych na VACV. Porównanie z odpowiedziami transkrypcyjnymi NK na szczepienia MVA u ludzi i odpowiedzią na różne wirusy, w tym mCMV, ujawniło konserwatywne cechy przeprogramowania transkrypcyjnego NK w związku z infekcją lub szczepieniem.

*Ważna UWAGA

bioRxiv publikuje wstępne raporty naukowe, które nie zostały poddane recenzji naukowej i dlatego nie należy ich uważać za rozstrzygające, stanowiące wytyczne dla praktyki klinicznej/zachowań zdrowotnych ani traktowane jako ustalone informacje.

Odniesienie:

• 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

.