Breaking News

Partikel virus hibrida yang terbentuk dari koinfeksi menunjukkan immune evasion dan expanded tropism

Dalam penelitian terbaru yang diterbitkan di Nature Microbiology, para peneliti memeriksa interaksi virus-virus menggunakan sel paru-paru manusia yang dikoinfeksi dengan dua virus penyebab infeksi pernapasan yang bersirkulasi bersama, respiratory syncytial virus (RSV) dan influenza A virus (IAV).

Latar belakang

Patogen intraseluler seperti virus umumnya menunjukkan tropisme, di mana mereka menunjukkan afinitas terhadap jenis sel yang dipilih. Beberapa sel dan jaringan dapat dikoinfeksi oleh virus yang berbeda secara taksonomi karena virus yang berbeda dapat memiliki afinitas untuk jenis sel yang sama.

Koinfeksi menyediakan ceruk ekologis bagi virus untuk berinteraksi satu sama lain. Interaksi ini termasuk pseudotyping, di mana protein permukaan dari satu virus dimasukkan ke dalam virus lain, atau mereka dapat menghasilkan penataan ulang genom yang dapat menimbulkan strain yang sama sekali baru dengan potensi infeksi yang meningkat. Sementara beberapa penelitian mengklaim bahwa hasil penyakit tidak tergantung pada koinfeksi, yang lain menunjukkan peningkatan hasil yang parah karena koinfeksi. Namun, mekanisme interaksi virus selama koinfeksi yang menentukan hasil penyakit masih belum jelas.


Tentang studi

Dalam penelitian ini, Madin-Darby canine kidney cells (MDCK) dan human epidermoid carcinoma cells (HEp-2) digunakan untuk menumbuhkan stok virus hemagglutinin 1 neuraminidase 1 (H1N1) IAV dan RSV strain A2, masing-masing. human lung adenocarcinoma cells (A549) yang dikultur terinfeksi dengan IAV dan RSV secara individual dan serentak pada multiplicity of infection (MOI) yang tinggi.

Uji plak digunakan untuk menentukan titer infeksi IAV dan RSV dalam sel MDCK dan HEp-2, masing-masing. Mikroskop imunofluoresensi digunakan untuk menilai sel tunggal dan koinfeksi untuk menentukan efek koinfeksi pada lokalisasi protein virus dan proporsi sel yang terinfeksi. Virion dengan IAV haemagglutinin dan imunolabel fusi glikoprotein RSV diperiksa menggunakan mikroskop confocal resolusi super untuk menentukan apakah pencampuran dua glikoprotein virus menghasilkan partikel virus yang mulai bertunas yang menggabungkan komponen IAV dan RSV.

Selain itu, cryo-electron tomography dilakukan untuk menyelidiki karakteristik struktural filamen RSV dan IAV yang bertunas dari sel koinfeksi. Selanjutnya, karena partikel virus hibrida akan mengandung glikoprotein permukaan RSV dan IAV, antibodi terhadap hemaglutinin IAV dan glikoprotein fusi RSV digunakan dalam uji netralisasi terhadap virus IAV dan RSV yang dikumpulkan dari sel yang terinfeksi secara individual dan serempak.

Reseptor seluler untuk IAV, asam sialat, dihilangkan menggunakan neuraminidase, dan sel-sel diinokulasi dengan virus IAV dan RSV dari sel yang terinfeksi atau koinfeksi secara individu untuk menentukan apakah penggabungan glikoprotein RSV dapat memperluas tropisme reseptor IAV dari partikel virus hibrida. Sel-sel diimunisasi untuk nukleoprotein IAV dan RSV dan dikuantifikasi.

Selain itu, sel epitel bronkial manusia dikoinfeksi dengan RSV dan IAV, dan kultur terinfeksi yang tertanam parafin diimunisasi untuk hemaglutinin dan nukleoprotein IAV dan seluruh virion RSV untuk menentukan apakah sistem biologis lain yang relevan membentuk partikel virus hibrida.


Hasil

Hasilnya melaporkan bahwa dalam sel koinfeksi, titer IAV sama atau sedikit lebih tinggi dan titer RSV lebih rendah daripada sel yang terinfeksi secara individual dengan kedua virus. Sebaliknya, pada sel yang koinfeksi dengan IAV dan rhinovirus, replikasi IAV dihambat. Ini menunjukkan bahwa hasil koinfeksi bergantung pada jenis virus yang terlibat dan respons seluler spesifik virus berikutnya.

Lebih lanjut, penelitian tersebut menunjukkan partikel virus hibrida yang dihasilkan selama koinfeksi mengandung komponen struktural, fungsional, dan genomik dari kedua virus induk, dan bersifat menular. Partikel virus hibrida ini menunjukkan penghindaran netralisasi bertarget IAV dan kemampuan untuk menginfeksi sel negatif reseptor IAV yang diobati dengan neuraminidase, menunjukkan antigenisitas yang dimodifikasi dan karakteristik tropisme yang luas.

Uji netralisasi menggunakan antibodi glikoprotein anti-RSV menunjukkan bahwa masuknya partikel virus hibrid ke dalam sel dimediasi oleh glikoprotein fusi RSV, yang menyarankan bahwa IAV dapat merekrut glikoprotein virus yang tidak terkait sebagai protein amplop fungsional.

Meskipun infeksi IAV umumnya terbatas pada saluran pernapasan bagian atas, partikel virus hibrida dengan komponen struktural dan fungsional dari kedua virus dapat memungkinkan infeksi IAV di wilayah saluran pernapasan bagian bawah. Hasil ini menunjukkan potensi peningkatan patogenisitas dan keparahan penyakit, dan komplikasi seperti pneumonia virus.

Selain itu, karena IAV mengalami tingkat mutasi yang tinggi, partikel virus hibrida yang menginfeksi saluran pernapasan bagian bawah dapat mengakibatkan pemilihan partikel virus dengan peningkatan patogenesis dan tropisme yang lebih besar untuk daerah saluran pernapasan bagian bawah. Hasil juga menunjukkan bahwa partikel virus hibrida dipertahankan selama beberapa putaran infeksi, dan membantu penyebaran IAV ke dalam populasi sel refrakter.

Koinfeksi sel epitel bronkial manusia menunjukkan pembentukan partikel virus hibrid dalam jaringan yang relevan secara biologis dan menunjukkan bahwa karena IAV dan RSV keduanya bersirkulasi selama musim yang sama dan berbagi tropisme untuk sel epitel bersilia, kemungkinan koinfeksi dan generasi in vivo partikel virus hibrid tinggi.


Kesimpulan

Secara keseluruhan, penelitian menunjukkan bahwa koinfeksi oleh RSV dan IAV membentuk partikel virus hibrid yang menunjukkan antigenisitas yang dimodifikasi dan tropisme yang diperluas, dan menyarankan kemungkinan pembentukan partikel virus hibrid lainnya dari koinfeksi yang melibatkan virus berselubung pleomorfik seperti RSV.

Para penulis percaya bahwa sementara pembentukan partikel virus hibrida bergantung pada berbagai faktor selain kompatibilitas struktural, seperti tumpang tindih dalam musim sirkulasi dan geografi dan tropisme, koinfeksi menimbulkan risiko partikel virus hibrida dengan tropisme luas dan peningkatan immune evasion.


Journal reference:

Haney, J., Vijayakrishnan, S., Streetley, J., Dee, K., Goldfarb, D. M., Clarke, M., Mullin, M., Carter, S. D., Bhella, D., & Murcia, P. R. (2022). Coinfection by influenza A virus and respiratory syncytial virus produces hybrid virus particles. Nature Microbiology. doi: https://doi.org/10.1038/s41564-022-01242-5 https://www.nature.com/articles/s41564-022-01242-5

No comments