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SARS-CoV-2 si muove fra le celle permissive e le celle di un neurone non permissive via i nanotubes di traforo (TNT)

In uno studio recente pubblicato sul bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare, gli scienziati studiano il potenziale neuroinvasive del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo ed il ruolo dei nanotubes di traforo (TNTs) nella diffusione dell'infezione alle celle vicine. I risultati da questo studio rivelano che le celle di un neurone non sono permissive a SARS-CoV-2 con una via del dipendente endocytosis/di esocitosi; tuttavia, possono essere infettati una volta co-coltivati con le celle epiteliali infettate permissive.

Facendo uso di tomografia dell'cryo-elettrone, gli scienziati hanno rivelato che il SARS-CoV-2 induce la formazione di TNT fra le celle e successivamente sfrutta questo itinerario per invadere le celle non infette nella co-cultura.

Studio: I nanotubes di traforo forniscono un itinerario novello per SARS-CoV-2 che si sparge fra le celle permissive ed alle celle di un neurone non permissive. Credito di immagine: Alexander Limbach/Shutterstock.com

Introduzione

Le manifestazioni neurologiche differenziali connesse con la malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus, causata tramite l'infezione SARS-CoV-2, sono state riferite. Sebbene i sintomi neurologici acuti possano finalmente risolvere, questi sintomi sono stati riferiti spesso per persistere durante il a lungo-COVID. Fin qui, rimane poco chiara come SARS-CoV-2 accede al sistema nervoso centrale (CNS).

SARS-CoV-2 lega la sua proteina della punta al ricevitore diconversione di superficie 2 (ACE2) della cellula ospite all'entrata di guadagno. I ricevitori ACE2 sono trovati negli organi quali i polmoni, gli intestini, il fegato, i reni ed il cuore. Tuttavia, la sua espressione è bassa nel cervello umano, ad eccezione di determinate aree quali il talamo ed il plesso coroidico. Malgrado la mancanza globale di ricevitori ACE2 nel cervello, SARS-CoV-2 è stato trovato per propagarsi in tutto i tessuti cerebrali ain del cervello dei defunti COVID-19.

In uno studio precedente, gli scienziati hanno indicato un meccanismo novello della comunicazione della cella--cella spandendo i cumuli differenti dell'amiloide fra lo SNC e dalle celle di sistema linfoidi periferiche ai neuroni via TNTs.

TNTs è connessioni dinamiche fra le celle che consistono dei condotti membranosi sottili ricchi in actina che formano i ponti citoplasmici attigui fra le celle sopra le distanze lunghe e brevi. Questo TNTs è capace del trasporto del carico, compreso i virus, fra le celle.

Parecchi studi recenti egualmente hanno riferito la formazione di TNTs o di strutture del tipo di TNT che sono stati indotti dai retroviruses, dai herpesviruses, dall'influenza A e dal metapneumovirus umano per permettere alla diffusione efficiente dell'infezione alle celle in buona salute vicine. Come conseguenza di queste osservazioni precedenti, gli scienziati dello studio corrente hanno studiato il ruolo di TNTs nel potenziale neuroinvasive di SARS-CoV-2.

D'importanza, gli scienziati hanno notato che quando il virus è trasferito con il TNTs, l'attività di neutralizzazione dell'anticorpo di fuga dei virus e la sorveglianza immune. Questi virus possono egualmente invadere le celle meno permissive, come quelli che mancano del ricevitore per l'entrata del virus. Quindi, i virus inducono favorevole la formazione di TNT per tenere conto la diffusione di tropismo e di patogenicità del virus.

Risultati di studio

Per capire come il SARS-CoV-2 infetta le celle di un neurone, i ricercatori hanno provato il permissivity di vari tipi delle cellule all'infezione virale dalla via ricevitore-mediata. Le linee cellulari utilizzate in questo studio hanno compreso le linee cellulari epiteliali del colon umano (Caco-2,), la varietà di cellula epiteliale del rene della scimmia (Vero E6) e (cad) le righe di un neurone umane (SH-SY5Y) e murine delle cellule.

Gli scienziati hanno trovato che le celle epiteliali E6 e Caco-2 soltanto di Vero, piuttosto che le celle di un neurone, erano suscettibili dell'infezione da SARS-CoV-2. Tuttavia, sopra la co-coltura, hanno trovato che il virus è stato trasferito da un meccanismo contatto-dipendente della cella--cella ed attivamente è stato ripiegato nelle celle di un neurone. Quindi, gli scienziati hanno stabilito che il SARS-CoV-2 potesse spargersi fra le celle con una via dell'indipendente endocytosis/di esocitosi.

Sondando il modo contatto-dipendente della cella--cella diretta della diffusione virale in celle di un neurone, gli scienziati hanno provato se il virus ha avviato la formazione del TNTs o le strutture del tipo di TNT nelle celle infettate ed usa queste strutture per spargersi efficientemente alle celle non infette. Facendo uso di microscopia confocale, gli scienziati hanno confermato che TNTs contribuisce alla trasmissione SARS-CoV-2.

Per identificare la natura e la struttura delle particelle virali compartecipi da TNTs e del loro meccanismo del trasferimento, gli scienziati hanno installato una microscopia correlativa dell'cryo-elettrone e della fluorescenza e l'approccio di tomografia (CLEM, cryo-EM e cryo-ET, rispettivamente).

In maniera sconvolgente, le immagini hanno rivelato i compartimenti virali in TNTs. Ciò ha compreso la presenza di strutture membranose di varie dimensioni che somigliano alle vescicole della doppio membrana dentro il tubo, fra le celle permissive (celle infettate E6 di Vero) e non permissive (celle mCherry di SH-SY5Y).

Più ulteriormente, egualmente hanno confermato che questo TNTs facilita la trasmissione SARS-CoV-2 fra le celle permissive di Vero E6 con una via dell'secrezione-indipendente. Fra queste celle permissive, i ricercatori hanno trovato tipicamente che le particelle SARS-CoV-2 che decorano il TNTs' superficie-video sia una morfologia ellissoidale che sferico-avvolta con un diametro medio che varia da 50 al nanometro (nm) 100, di un coronavirus. Qui, le immagini cryo-EM hanno rivelato SARS-Cov-2 sopra il TNTs, che era a differenza dell'osservazione nelle celle di un neurone.

Significato dello studio

Lo studio corrente fornisce nuove informazioni sulla struttura delle particelle virali in questione nella diffusione intercellulare e fornisce le informazioni importanti circa il meccanismo dell'infezione SARS-CoV-2 e la trasmissione in celle di un neurone.

Più ulteriormente, questo studio mostra il ruolo notevole del TNTs indotto nella trasmissione virale in sia celle permissive che non permissive, possibilmente migliorante il risparmio di temi della propagazione virale attraverso l'organismo. Gli scienziati specificano che questo rapporto rappresenta la prima prova che TNTs potrebbe essere un itinerario possibile per la diffusione di SARS-CoV-2.

avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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    Dwivedi, Ramya. (2021, November 23). SARS-CoV-2 si muove fra le celle permissive e le celle di un neurone non permissive via i nanotubes di traforo (TNT). News-Medical. Retrieved on January 18, 2022 from https://www.news-medical.net/news/20211123/SARS-CoV-2-moves-between-permissive-cells-and-non-permissive-neuronal-cells-via-tunneling-nanotubes-(TNT).aspx.

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