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L'infezione HSV-1 induce le differenze trascrizionali sforzo-specifiche in neuroni infettati

Perché qualche gente con le febbri intorno ai loro orli sperimenta le lesioni dolorose, mentre altre non hanno sintomi affatto, eppure ancora sparge il virus? I nuovi studi intrapresi a Penn State trovano che queste differenze potrebbero essere dovuto le variazioni nei determinati sforzi di modo del herpes simplex (HSV-1) -- il virus che causa le febbri come pure herpes genitale -- attivi l'espressione genica in neuroni.

HSV-1 si presenta in più della metà della popolazione globale. Non solo causa i problemi ricorrenti, quali le febbri ed il herpes genitale, ma la ricerca recente ha implicato più successivamente l'infezione cronica HSV-1 con lo sviluppo della malattia nella vita, compreso le malattie neurodegenerative come Alzheimer.„

Moriah Szpara, professore associato di biologia, di biochimica e di biologia molecolare, Penn State

Szpara ha spiegato che il ciclo di vita HSV-1 comincia sopra il contatto con le superfici mucose, in cui invade le cellule epiteliali, repliche e può indurre la formazione locale della lesione. Il virus egualmente fornisce le terminazioni nervose locali nell'interfaccia ed i transiti nei neuroni nel sistema nervoso. Là il virus può trovarsi dormiente finché non riattivi nelle occasioni future. Le risposte immunitarie di un neurone ospite e di danno avviate dalle riattivazioni virali sono pensate per contribuire al neurodegeneration a lungo termine.

“Poiché ogni persona porta una versione sottile differente di HSV-1, questo potrebbe spiegare alcuna della variazione nelle risposte umane all'infezione; per esempio, perché la gente ha grilletti differenti per i loro scoppi o perché qualche gente sperimenta le ferite più dolorose. Le differenze nella frequenza degli scoppi virali, o dai nei reticoli indotti da virus di espressione genica, potrebbero anche pregiudicare le tariffe differenti a cui la gente con le infezioni croniche continua a sviluppare le malattie neurodegenerative.„

Per studiare le cause di questa variazione nelle risposte, Szpara ed i suoi colleghi hanno infettato le celle di un neurone umane con uno di tre sforzi HSV-1 che sono conosciuti per differire nella loro capacità di causare la malattia nel sistema nervoso. Dopo, hanno usato in profondità l'ordinamento per identificare e quantificare i transcriptomes -- l'intero insieme del messaggero RNAs (mRNAs) fatto in una cella in qualunque momento -- dei neuroni durante l'infezione da HSV-1.

Secondo Szpara, quando una cella di un neurone è infettata con HSV-1, il transcriptome risultante comprende l'intera raccolta dei mRNAs prodotti sia dal neurone umano che dal virus HSV-1. Esaminando la sincronizzazione e la quantità di mRNAs espressi durante l'infezione, gli scienziati possono guadagnare le comprensioni sulle proteine che presto saranno prodotte da quei mRNAs. È le proteine virali e la nuova progenie virale prodotte durante l'infezione che infine piombo ai problemi sanitari.

“Simultaneamente esaminando sia i transcriptomes virali che di un neurone nelle celle infettate potevamo osservare l'interazione fra la sincronizzazione della produzione virale del mRNA e della produzione della proteina e le risposte seguenti ospite,„ ha detto Szpara.

Gli scienziati hanno usato due tecniche supplementari -- macchiatura di immunofluorescenza dei neuroni e macchiare occidentale per i livelli virali della proteina -- per osservare i risultati di espressione genica ospite e virale. Egualmente hanno usato la microscopia elettronica di scansione direttamente per osservare i cambiamenti nella morfologia di un neurone durante l'infezione.

I loro risultati sono comparso online negli agenti patogeni di PLOS il 22 marzo.

I ricercatori hanno trovato che le varianti genetiche differenti di HSV-1 inducono i reticoli differenti di espressione genica in celle di un neurone umane. Specificamente, hanno trovato che le varianti virali hanno espresso i loro geni alle tariffe ed alle quantità differenti, che probabilmente contribuisce alla sincronizzazione ed alla severità differenti dei sintomi all'interno dei host. Per esempio, hanno scoperto che una delle varianti, che esibisce la virulenza più bassa nei modelli animali, video un passo differente ed apparentemente in ritardo di espressione genica ospite e virale in neuroni. In un altro esempio, hanno trovato che una variante ha causato i maggiori cambiamenti nell'espressione dei geni in questione nell'aderenza delle cellule (o nella capacità delle celle fissare l'un l'altro), in grado di urtare la diffusione della cella--cella di HSV-1.

Il gruppo egualmente ha trovato che questi reticoli differenti di espressione genica dipendevano dal se la cella infettata era un neurone o un tipo della cellula epiteliale.

“Insieme, questi dati dimostrano l'importanza di studio dei fattori cella-tipo-specifici di varietà virale e che possono contribuire al neurovirulence in vivo. Egualmente evidenzia la specificità delle interazioni di HSV-1-host,„ ha detto Szpara. “Il nostro studio suggerisce che le differenze osservate fra le varianti virali ai nei modelli basati a cella come i neuroni possano essere usate per contribuire a capire le interazioni più-complesse dei virus con i host.„

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.