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A infecção HSV-1 induz diferenças transcricionais tensão-específicas nos neurônios contaminados

Por que alguns povos com os sores frios em torno de seus bordos experimentam lesões dolorosas, quando outro não tiverem nenhum sintoma de todo, contudo ainda espalham o vírus? Um estudo novo conduzido em Penn State encontra que estas diferenças poderiam ser devido às variações nas determinadas tensões da maneira da palavra simples de herpes (HSV-1) -- o vírus que causa sores frios, assim como herpes genital -- active a expressão genética nos neurônios.

HSV-1 ocorre em mais do que a metade da população global. Não somente causa problemas periódicos, tais como sores frios e a herpes genital, mas a pesquisa recente tem implicado a infecção HSV-1 crônica com a revelação da doença mais tarde na vida, incluindo doenças neurodegenerative como Alzheimer.”

Moriah Szpara, professor adjunto da biologia, da bioquímica e da biologia molecular, Penn State

Szpara explicou que o ciclo de vida HSV-1 começa em cima do contacto com as superfícies mucosas, onde invade células epiteliais, replicates, e pode induzir a formação local da lesão. O vírus igualmente incorpora términos de nervo locais à pele, e trânsitos nos neurônios no sistema nervoso. Lá o vírus pode encontrar-se dormente até que reactivates nas ocasiões futuras. As respostas imunes Neuronal de dano e do anfitrião provocadas por reactivations virais são pensadas para contribuir ao neurodegeneration a longo prazo.

“Desde que cada pessoa leva uma versão subtly diferente de HSV-1, este pôde explicar alguma da variação em respostas humanas à infecção; por exemplo, porque os povos têm disparadores diferentes para suas manifestações ou porque alguns povos experimentam uns sores mais dolorosos. As diferenças na freqüência de manifestações virais, ou em testes padrões vírus-induzidos da expressão genética, puderam igualmente afectar as taxas diferentes em que os povos com infecções crônicas vão sobre desenvolver doenças neurodegenerative.”

Para investigar as causas desta variação nas respostas, Szpara e seus colegas contaminaram pilhas neuronal humanas com uma de três tensões HSV-1 que são sabidas para diferir em sua capacidade para causar a doença no sistema nervoso. Em seguida, usaram profundamente arranjar em seqüência para identificar e determinar os transcriptomes -- o grupo inteiro de mensageiro RNAs (mRNAs) feito em uma pilha a um momento determinado -- dos neurônios durante a infecção por HSV-1.

De acordo com Szpara, quando uma pilha neuronal é contaminada com HSV-1, o transcriptome resultante inclui a coleção inteira dos mRNAs produzidos pelo neurônio humano e pelo vírus HSV-1. Olhando o sincronismo e a quantidade de mRNAs expressados durante a infecção, os cientistas podem ganhar introspecções nas proteínas que serão produzidas logo daqueles mRNAs. É as proteínas virais e a descendência viral nova produzidas durante a infecção que conduzem finalmente aos problemas de saúde.

“Simultaneamente examinando os transcriptomes virais e neuronal nas pilhas contaminadas nós podíamos observar a interacção entre o sincronismo da produção viral do mRNA e da produção da proteína, e as respostas de seguimento do anfitrião,” disse Szpara.

Os cientistas usaram duas técnicas adicionais -- mancha da imunofluorescência dos neurônios e mancha ocidental para níveis virais da proteína -- para observar os resultados da expressão genética viral e do anfitrião. Igualmente usaram a microscopia de elétron da exploração para observar directamente mudanças na morfologia neuronal durante a infecção.

Seus resultados apareceram em linha nos micróbios patogénicos de PLOS o 22 de março.

Os pesquisadores encontraram que as variações genéticas diferentes de HSV-1 induzem testes padrões diferentes da expressão genética em pilhas neuronal humanas. Especificamente, encontraram que as variações virais expressaram seus genes em taxas e em quantidades diferentes, que contribui provavelmente ao sincronismo e à severidade diferentes dos sintomas dentro dos anfitriões. Por exemplo, descobriram que uma das variações, que exibe uma mais baixa virulência nos modelos animais, indica um ritmo diferente e convenientemente atrasado da expressão genética viral e do anfitrião nos neurônios. Em um outro exemplo, encontraram que uma variação causou maiores mudanças na expressão dos genes envolvidos na adesão de pilha (ou na capacidade das pilhas anexar entre si), que poderia impactar a propagação da pilha-à-pilha de HSV-1.

A equipe igualmente encontrou que estes testes padrões diferentes da expressão genética eram dependentes do se a pilha contaminada era um neurônio ou um tipo da célula epitelial.

“Junto, estes dados demonstram a importância de estudar os factores da tensão de vírus e os pilha-tipo-específicos que podem contribuir ao neurovirulence in vivo. Igualmente destaca a especificidade de interacções de HSV-1-host,” disse Szpara. “Nosso estudo sugere que as diferenças observadas entre variações virais em modelos baseados em celulas como os neurônios possam ser usadas para ajudar a compreender as interacções mais-complexas dos vírus com anfitriões.”

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.