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L'infection HSV-1 induit des différences transcriptionnelles de tension-détail dans des neurones infectés

Pourquoi est-ce que certains avec des boutons de fièvre autour de leurs languettes remarquent les lésions douloureuses, alors que d'autres n'ont aucun sympt40me du tout, pourtant écartent toujours le virus ? Une étude neuve entreprise à l'État de Penn constate que ces différences pourraient être dues aux variations des certaines tensions de voie de l'herpès (HSV-1) -- le virus qui entraîne des boutons de fièvre, ainsi qu'herpès génital -- activez l'expression du gène dans des neurones.

HSV-1 se produit dans plus que la moitié de la population globale. Non seulement pose-t-il des problèmes récurrents, tels que des boutons de fièvre et l'herpès génital, mais la recherche récente a impliqué l'infection HSV-1 continuelle avec le développement de la maladie plus tard dans la durée, y compris les maladies neurodegenerative comme Alzheimer. »

Moriah Szpara, professeur agrégé de biologie, de biochimies et de biologie moléculaire, État de Penn

Szpara a expliqué que le cycle de vie HSV-1 commence lors du contact par les surfaces muqueuses, où il envahit des cellules de la peau, des répliques, et peut induire la formation locale de lésion. Le virus écrit également des terminaisons nerveuses locales dans la peau, et des transits dans des neurones dans le système nerveux. Là le virus peut se trouver en sommeil jusqu'à ce qu'il remette en service à de futures occasions. Des réactions immunitaires neuronales des dégâts et d'hôte déclenchées par des remises en service virales sont pensées pour contribuer au neurodegeneration à long terme.

« Puisque chaque personne transporte une version subtil différente de HSV-1, ceci pourrait expliquer une partie de la variation des réactions humaines à l'infection ; par exemple, pourquoi les gens ont différents déclencheurs pour leurs manifestations ou pourquoi certains remarquent des blessures plus douloureuses. Les différences dans la fréquence des manifestations virales, ou dans les configurations viro-induites d'expression du gène, pourraient également affecter les différents régimes auxquels les gens avec des infections chroniques continuent pour développer les maladies neurodegenerative. »

Pour vérifier les causes de cette variation des réactions, du Szpara et de ses cellules neuronales humaines infectées de collègues avec une de trois tensions HSV-1 qui sont connues pour différer dans leur capacité d'entraîner la maladie dans le système nerveux. Ensuite, elles ont employé profondément l'ordonnancement pour recenser et mesurer les transcriptomes -- le jeu complet du messager RNAs (ARNm) effectué dans une cellule à un moment donné -- des neurones pendant l'infection par HSV-1.

Selon Szpara, quand une cellule neuronale est infectée avec HSV-1, le transcriptome donnant droit comprend la collection entière d'ARNm produits par le neurone humain et le virus HSV-1. En regardant le calage et la quantité d'ARNm exprimés pendant l'infection, les scientifiques peuvent gagner des analyses sur les protéines qui seront bientôt produites à partir de ces ARNm. C'est les protéines virales et la progéniture virale neuve produites pendant l'infection qui mènent éventuel aux problèmes de santé.

« En examinant simultanément les transcriptomes viraux et neuronaux dans les cellules infectées nous pouvions observer l'effet entre le calage de la production virale d'ARNm et de la production de protéine, et les réactions de suite d'hôte, » a dit Szpara.

Les scientifiques ont employé deux techniques complémentaires -- souillure d'immunofluorescence des neurones et du Western blotting pour des niveaux de protéine virale -- pour observer les résultats de l'expression du gène virale et d'hôte. Ils ont également employé la microscopie électronique de lecture pour observer directement des changements de la morphologie neuronale pendant l'infection.

Leurs découvertes sont apparues en ligne dans des agents pathogènes de PLOS le 22 mars.

Les chercheurs ont constaté que les différents variants génétiques de HSV-1 induisent différentes configurations d'expression du gène en cellules neuronales humaines. Particulièrement, ils ont constaté que les variantes virales ont exprimé leurs gènes à différents régimes et quantités, qui contribue vraisemblablement au calage et à la gravité des symptômes différents dans des hôtes. Par exemple, ils ont découvert qu'une des variantes, qui montre la virulence inférieure dans des modèles animaux, manifeste un rythme différent et apparemment retardé d'expression du gène virale et d'hôte dans des neurones. Dans un autre exemple, ils ont constaté qu'une variante a entraîné des changements plus grands de l'expression des gènes impliqués dans l'adhérence cellulaire (ou la capacité des cellules de fixer entre eux), qui pourrait influencer l'écart de cellule-à-cellule de HSV-1.

L'équipe a également constaté que ces différentes configurations d'expression du gène dépendaient du si la cellule infectée était un neurone ou un type de cellule de la peau.

« Ensemble, ces caractéristiques expliquent l'importance d'étudier les facteurs de variété et de cellule-type-détail de virus qui peuvent contribuer au neurovirulence in vivo. Il met en valeur également la spécificité des interactions de HSV-1-host, » a dit Szpara. « Notre étude propose que des différences observées entre les variantes virales dans les modèles cellulaires comme des neurones puissent être employées pour aider à comprendre les interactions plus-complexes des virus avec des hôtes. »

Source:
Journal reference:

Mangold, C.A., et al. (2021) Viral infection of human neurons triggers strain-specific differences in host neuronal and viral transcriptomes. PLOS Pathogens. doi.org/10.1371/journal.ppat.1009441.