Studiul limfocitelor natural killer reprogramate transcripțional de virusul vaccinia

Studiul limfocitelor natural killer reprogramate transcripțional de virusul vaccinia

Într-un studiu publicat recent bioRxiv * Server Preprint, Cercetătorii au evaluat răspunsurile limfocitelor natural killer (NK) la infecțiile cu VACV (virus vaccinia) in vivo.

Studiile au raportat că limfocitele NK joacă un rol critic în combaterea infecțiilor cu poxvirus. Prin urmare, există un interes științific din ce în ce mai mare pentru exploatarea capacităților lor în terapii și vaccinări oncolitice bazate pe poxvirus. Cu toate acestea, datele privind mecanismele de activare a celulelor NK, receptorii implicați în recunoașterea limfocitelor infectate cu VACV și posibilitățile de reprogramare a limfocitelor NK ca urmare a infecțiilor cu VACV sunt limitate.

Învăţa: Reprogramarea transcripțională a celulelor ucigașe naturale de către virusul vaccinia arată atât caracteristici distincte, cât și conservate în mCMV. Credit foto: Numstocker / Shutterstock

Despre studiu

În prezentul studiu, cercetătorii de la Universitatea din Cambridge, Marea Britanie, și Fred Hutchinson Cancer Center, SUA, au evaluat modificările transcriptomilor limfocitelor NK la șoareci din cauza infecției intranazale cu tulpina VACV WR (Western Reserve).

Modificările au fost apoi comparate cu date identice ale transcriptomului limfocitelor NK de la oameni infectați cu vaccinia modificată Ankara (MVA) și șoareci C57BL/6 infectați cu citomegalovirus (mCMV). În plus, profilurile transcripționale ale limfocitelor NK au fost comparate cu abundența moleculelor de suprafață celulară determinată prin citometrie în flux. Au fost efectuate analize de sortare a celulelor activate prin fluorescență (FACS) și experimente de izolare a limfocitelor.

Acidul ribonucleic (ARN) extras din limfocitele NK a fost supus analizei de secvențiere a ARN în vrac (ARNseq). Pentru a evalua căile biologice afectate de infecția cu VACV în limfocitele NK, genele exprimate diferențial (DEG) între probe de la șoareci infectați cu VACV și animale simulate au fost analizate prin analiza de îmbogățire a ontologiei genelor de bioproces.

Pentru modelul de șoarece administrat intranazal, animalele au fost anesteziate și infectate cu 5,0 × 103 PFU (unități formatoare de plăci) din tulpina VACV WR pentru infecțiile primare cu VACV sau 105 PFU pentru vaccinarea post-VACV sau injecții de control. Pentru modelul de infecție murină administrat intradermic, animalele au fost infectate intradermic cu 10³ PFU din tulpina VACV WR. În plus, au fost efectuate teste pe plăci pentru a confirma titrurile VACV în celulele BSC-1 (linia celulară African Green Monkey).

La douăzeci și opt de zile după infecția intradermică cu VACV, au fost obținute probe de sânge și splină de la șoareci. Țesuturile splinei au fost utilizate pentru izolarea limfocitelor T NK sau a grupului de diferențiere 8+ (CD8+). Cozile animalelor şoarece primitoare au fost injectate intravenos cu limfocite NK, limfocite T CD8+ sau suspensii de splenocite, iar şoarecii au fost provocaţi după 1 zi intranazal cu 105 PFU de VACV WR. Animalele au fost cântărite în mod regulat și observate pentru semne de boală timp de până la 14 zile după expunerea la VACV.

Rezultate

S-au observat modificări ample în activitatea transcriptelor limfocitelor NK la șoarecii infectați cu VACV, în concordanță cu recunoașterea directă a celulelor țintă și expunerea la citokine și interferoni. În plus, echipa a remarcat modificări în expresia anumitor NKR (receptori de suprafață NK), cum ar fi: B. receptorii SLAM și Ly49 ale familiei și reglarea pozitivă a markerului NK asociată memoriei. Transferul adoptiv al celulelor NK de memorie nu a conferit protecție imunitară împotriva reinfectării. Compararea rezultatelor cu răspunsurile limfocitelor NK la infecțiile cu citomegalovirus murin (mCMV) a evidențiat caracteristici comune și activitate transcripțională NK indusă de VACV distinctă. S-a observat o suprapunere între răspunsurile transcripționale NK la oameni cărora li s-au administrat vaccinuri VACV atenuate și MVA, ceea ce sugerează răspunsuri conservate ale limfocitelor NK la diferite gazde. Activarea, expansiunea și maturarea limfocitelor NK induse de VACV cu modificări concomitente în programele de transcripție în vrac și expresia markerilor de memorie.

Numărul de celule NK a crescut la 6,5 ​​zile după infecție (dpi) și s-a observat o expansiune preferențială a subseturilor CD27+CD11b- și CD27+CD11b+. Analiza DEG (gene exprimate diferențial) între probele infectate cu VACV și probe simulate la 1,5 dpi și, respectiv, 6,5 dpi, a arătat 70 de transcrieri și 3280 de transcrieri cu modificări semnificative. Compararea perechilor de probe infectate cu VAC și probe simulate a evidențiat 4045 și, respectiv, 140 de transcrieri modificate semnificativ.

DEG-urile la animalele murine infectate cu VACV la 1,5 dpi nu au putut fi distinse de zgomotul de fond, în timp ce cele identificate la animalele infectate la 6,5 ​​dpi au diferit biologic în răspunsurile lor la infecția cu VACV. Limfocitele NK au angajat căile efectoare și au prezentat fenotipuri de apărare active rezultate din infecțiile cu VACV. Limfocitele NK au recunoscut nu numai modele anormale de exprimare a proteinelor pe suprafața celulelor infectate cu VACV in vivo, ci și interferonii și citokinele implicate în activarea limfocitelor NK.

Supreglarea exprimării Ly108 d CD319 a fost observată în limfocitele NK ca răspuns la infecția cu VACV. Cel mai probabil, receptorii au mediat funcția de activare a NK prin exprimarea simultană cu molecule adaptoare care activează NK. În timpul infecțiilor acute cu VACV, limfocitele NK splenice au arătat o reglare semnificativă a markerilor asociați memoriei limfocitelor NK.

Limfocitele NK de șoarece și umane au împărtășit o semnătură transcriptomică ca răspuns la infecția sau vaccinarea cu VACV, care este asociată semnificativ cu identificarea directă a populațiilor de celule infectate cu VACV. Transcrierile NKR, cum ar fi tigit, gbp49a/b, klrg1, cd69, crtam, lag3, thy1, klrb1b, cd160 și lair1 au fost semnificativ upregulate, în timp ce klra9 și klrc2 au fost semnificativ downregulated.

În general, rezultatele studiului au oferit informații noi despre activarea, funcțiile și homeostazia limfocitelor NK în timpul infecțiilor cu VACV, ceea ce poate avea implicații pentru dezvoltarea terapiei bazate pe VACV. O comparație cu răspunsurile transcripționale NK la vaccinările MVA la oameni și răspunsul la diferite virusuri, inclusiv mCMV, a evidențiat caracteristici conservate ale reprogramarii transcripționale NK în legătură cu infecția sau vaccinarea.

*NOTA importanta

bioRxiv publică rapoarte științifice preliminare care nu au fost revizuite de colegi și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate concludente, să ghideze practica clinică/comportamentul de sănătate sau să fie tratate ca informații stabilite.

Referinţă:

• 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

.