در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور، محققان دو کلون عفونی جهش یافته ویروس زیکا (ZIKV) دمبل-1 (DB-1) با نام های ZIKV-TL.PK و ZIKV-p.2.5 را طراحی کردند. در حالی که اولی چین‌خوردگی DB-1 را مختل کرد، دومی شکل‌گیری ساختار ثانویه DB-1 را تغییر داد. آنها از این جهش یافته ها برای بررسی سهم ساختار DB-1 در پاتوژنز ZIKV استفاده کردند.
زمینه
بومی اوگاندا، ZIKV، یک ویروس از فلاوی ویروس جنس، در طی سال‌های 2015-2016 در برزیل شیوع پیدا کرد، جایی که پس از انتقال عمودی از مادر به جنین باعث “سندرم مادرزادی زیکا” شد. تغییرات سریع آب و هوا و توزیع انسانی می تواند شیوع آن را به مناطق فراتر از خط استوا گسترش دهد و سلامت انسان را در سراسر جهان به خطر بیاندازد. همچنین، در حال حاضر، هیچ ضد ویروس یا واکسنی برای ZIKV وجود ندارد.
ZIKV حاوی چندین ساختار اسید ریبونوکلئیک (RNA) در ناحیه ترجمه نشده 3′ خود (UTR)، از جمله DB-1 است. مطالعات قبلی نشان داده اند که ساختار DB-1 برای همانندسازی و اثر سیتوپاتیک آن (CPE) بسیار مهم است. با این حال، مطالعات هنوز نقش ساختاری-عملکردی DBs و مکانیسمی که آنها برای تقویت پاتوژنز زیکا استفاده می‌کنند، کشف نکرده‌اند.
در مورد مطالعه
در مطالعه حاضر، محققان به طور کامل بررسی کردند که چگونه DB-1 تودرتو در 3’UTR ZIKV در پاتوژنز آن نقش داشته است. آنها از ساختار سه بعدی DB از ویروس Donggang برای معرفی جهش های هدفمند و اختلال در ساختار ثانویه و سوم DB-1 در ZIKV استفاده کردند. نقش اصلی این ساختار را حذف کرد و در عین حال توالی تمام قد 3’UTR را حفظ کرد. تحقیقات مطالعه بر روی این فرضیه کار کردند که ساختار ZIKV DB-1 تکثیر ژنومی آن را تنظیم می کند.
علاوه بر این، این تیم تشکیل RNA فلاوی ویروسی زیر ژنومی (sfRNA) توسط هر دو جهش یافته DB-1 در کشت سلولی با استفاده از سلول های A549 پستانداران را بررسی کردند. برای این منظور، آنها ابتدا این سلول ها را با جهش یافته های ZIKV با تعدد آلودگی (MOI) 0.25 آلوده کردند. سپس، آنها RNA سلولی را در سه نقطه، 12، 24 و 48 ساعت پس از عفونت (hpi) برداشت کردند. در نهایت، تجزیه و تحلیل شمال بلات با یک پروب اختصاصی ZIKV DB-1 به سنجش تشکیل sfRNA کمک کرد.
توجه داشته باشید که sfRNA ها نقش مهمی در پاتوژنز ویروس دارند و فقدان آنها می تواند منجر به کاهش CPE و متعاقباً پاتوژنز ZIKV شود. علاوه بر این، آنها سلول های A549 آلوده به جهش یافته ZIKV DB را برای زنده ماندن سلول و فعال سازی کاسپاز مورد سنجش قرار دادند. در نهایت، محققان از یک مدل موش برای تعیین تضعیف هر دو کلون جهش یافته DB-1 به دنبال عفونت استفاده کردند.
یافته های مطالعه
تجزیه و تحلیل سینتیک ویروسی جهش یافته های ZIKV در کشت سلولی نشان داد که تکثیر ژنومی آنها با ویروس نوع وحشی ZIKV (WT) قابل مقایسه است. با این حال، آنها تولید ویریون عفونی یا ZIKV CPE را کاهش دادند که منجر به تضعیف، هر دو شد. درونکشتگاهی و in vivo. مهمتر از آن، تجزیه و تحلیل تراکم سنجی نشان داد که هر دو جهش یافته ZIKV سطوح همه گونه های sfRNA را در مقایسه با ZIKV-WT کاهش دادند. صرف نظر از تکثیر ژنوم، جهش (ها) در ساختار RNA سه بعدی DB-1 منجر به کاهش قابل توجهی در سطوح sfRNA در طول عفونت شد.
از سوی دیگر، محققان به افزایش قابل توجهی در زنده ماندن سلولی هر دو جهش یافته در مقایسه با ZIKV-WT به دلیل فعال سازی ضعیف کاسپاز-3 اشاره کردند. علاوه بر این، آنها نشان دادند که درمان با اینترفرون نوع I (IFN) تکثیر جهش یافته ZIKV-P.2.5′ را بدون تغییر بیان ژن تحریک شده با اینترفرون (ISG) بطور قابل ملاحظه ای محدود می کند.
در یک مدل موش، جهش‌های ZIKV-DB-1 در مقایسه با ویروس ZIKV-WT به دلیل تضعیف تکثیر ژنومی در بافت مغز، عوارض و مرگ‌ومیر کمتری را نشان دادند. مطالعات آینده باید تضعیف بافت خاص ناشی از جهش‌یافته ZIKV را برای اطلاع از توسعه واکسن برای فلاوی ویروس‌ها بررسی کند.
نتیجه گیری
به طور خلاصه، این مطالعه اهمیت ساختار RNA فلاوی ویروس DB-1 را در حفظ سطوح sfRNA در طول عفونت ZIKV نشان داد. این مطالعه همچنین با استفاده از مدل موش نشان داد که چگونه sfRNA CPE و پاتوژنز ناشی از ZIKV وابسته به کاسپاز-3 را تسهیل می‌کند.
*اطلاعیه مهم
bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت در نظر گرفته شوند.