Ультраструктурная организация и репродукция вирионов в клетках линии Vero (E6) в условиях моноинфицирования вирусом гриппа A/H1N1 pmd09 и коинфицирования в сочетании с SARS-CoV-2 (штаммы Delta и Omicron)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. РНК-содержащие вирусы, в особенности вирусы гриппа, представляют высокую эпидемиологическую значимость. Манифестация COVID-19 привела к регистрации случаев коинфекции, патогенез которой в значительной степени неясен. Линия Vero (E6) широко применяется для исследования морфогенеза различных вирусов, включая грипп и коронавирус.

Цель работы – исследование ультраструктуры клеток линии Vero (E6) и репродукции вирусных частиц при моноинфицировании вирусом гриппа А и коинфицирования этого вируса с двумя геновариантами SARS-CoV-2 в динамике через 6, 18 и 24 ч после инокуляции.

Материалы и методы. Для проведения in vitro исследования воздействия вирусной инфекции и анализа динамики изменения количества внутриклеточных вирусных частиц использовали модель клеточной линии Vero (E6). В исследовании задействовали 4 экспериментальные группы: клетки линии Vero (E6), моноинфицированные вирусом гриппа штамма A/H1N1 pmd09 в дозовой нагрузке 0,1 MOI; клетки линии Vero (E6), коинфицированные вирусом гриппа штамма A/H1N1 pmd09 в сочетании со штаммом Delta SARS-CoV-2 в суммарной дозовой нагрузке 0,1 MOI; клетки линии Vero (E6), коинфицированные вирусом гриппа штамма A/H1N1 pmd09 в сочетании со штаммом Omicron SARS-CoV-2 в суммарной дозовой нагрузке 0,1 MOI. В каждой исследуемой группе осуществляли отбор клеток на временны́х точках 6, 18 и 24 ч.

Результаты. Во всех группах спустя 6 ч патологических структур, помимо вируссодержащих транспортных везикул, не выявлено. Через 18 ч была отмечена вакуолизация эндоплазматического ретикулума, в разной степени характерная для всех исследуемых групп. Спустя 24 ч во всех группах ультраструктурные изменения встречались сравнительно чаще относительно этапов 6 и 18 ч и выражались в вакуолизации органелл и/или уплотнении цитоплазмы. Статистический анализ динамики количества вирусных частиц внутри групп показал тенденцию на возрастание этого параметра до стадии 24 ч в группе моноинфицирования. Однако ни одна из групп коинфекции не демонстрировала тенденции на изменение количества вирусных частиц, поскольку статистически значимых различий между стадиями 6, 18 и 24 ч выявлено не было.

Заключение. Полученные результаты позволили выдвинуть предположение о том, что взаимодействие вирусов гриппа A/H1N1 pmd09 и SARS-CoV-2 способствовало общему снижению образования новых вирионов в клетках линии Vero (E6) в обоих случаях коинфицирования.

Ключевые слова

Об авторах

Ксения Федоровна Емцова

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: k.emtsova@g.nsu.ru
ORCID iD: 0009-0003-5165-5357

стажер-исследователь отдела микроскопических исследований

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Екатерина Викторовна Спиридонова

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: spiridonova_ev@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0009-0006-8655-6713

стажер-исследователь отдела микроскопических исследований

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Владимир Вилорьевич Омигов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Автор, ответственный за переписку.
Email: omigov_vv@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-2028-6099

канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник отдела микроскопических исследований

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Анастасия Алексеевна Моисеева

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: moiseeva_aa@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0001-7048-2357

младший научный сотрудник отдела зоонозных инфекций и гриппа

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Елена Игоревна Даниленко

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: danilenko_ev@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0009-0007-8106-7037

младший научный сотрудник отдела зоонозных инфекций и гриппа

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Олег Святославович Таранов

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: taranov@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-6746-8092

начальник отдела микроскопических исследований

Россия, 630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово

Список литературы

  1. Matrosovich M.N., Gambaryan A.S., Teneberg S., Piskarev V.E., Yamnikova S.S., Lvov D.K., et al. Avian influenza A viruses differ from human viruses by recognition of sialyloligosaccharides and gangliosides and by a higher conservation of the HA receptor-binding site. Virology. 1997; 233(1): 224–34. https://doi.org/10.1006/viro.1997.8580
  2. Wu D., Wu T., Liu Q., Yang Z. The SARS-CoV-2 outbreak: What we know. Int. J. Infect. Dis. 2020; 94: 44–8. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.03.004
  3. Saito A., Irie T., Suzuki R., Maemura T., Nasser H., Uriu K., et al. Enhanced fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Delta P681R mutation. Nature. 2022; 602(7896): 300–6. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04266-9
  4. Muik A., Quandt J., Lui B.G., Bacher M., Lutz S., Grünenthal M., et al. Immunity against conserved epitopes dominates after two consecutive exposures to SARS-CoV-2 Omicron BA.1. Cell Rep. 2024; 43(8): 114567. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114567
  5. Wu X., Cai Y., Huang X., Yu X., Zhao L., Wang F., et al. Coinfection with SARS-CoV-2 and influenza A virus in patient with pneumonia, China. Emerg. Infect. Dis. 2020; 26(6): 1324–6. https://doi.org/10.3201/eid2606.200299
  6. Yue H., Zhang M., Xing L., Wang K., Rao X., Liu H., et al. The epidemiology and clinical characteristics of co-infection of SARS-CoV-2 and influenza viruses in patients during COVID-19 outbreak. J. Med. Virol. 2020; 92(11): 2870–3. https://doi.org/10.1002/jmv.26163.
  7. Rezaee D., Bakhtiari S., Jalilian F.A., Doosti-Irani A., Asadi F.T., Ansari N. Coinfection with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and influenza virus during the COVID-19 pandemic. Arch. Virol. 2023; 168(2): 53. https://doi.org/10.1007/s00705-022-05628-y
  8. Nowak M.D., Sordillo E.M., Gitman M.R., Paniz Mondolfi A.E. Coinfection in SARS-CoV-2 infected patients: where are influenza virus and rhinovirus/enterovirus? J. Med. Virol. 2020; 92(10): 1699–700. https://doi.org/10.1002/jmv.25953
  9. Eymieux S., Rouillé Y., Terrier O., Seron K., Blanchard E., Rosa-Calatrava M., et al. Ultrastructural modifications induced by SARS-CoV-2 in Vero cells: a kinetic analysis of viral factory formation, viral particle morphogenesis and virion release. Cell. Mol. Life Sci. 2021; 78(7): 3565–76. https://doi.org/10.1007/s00018-020-03745-y
  10. Barreto-Vieira D.F., da Silva M.A.N., Garcia C.C., Miranda M.D., Matos A.D.R., Caetano B.C., et al. Morphology and morphogenesis of SARS-CoV-2 in Vero-E6 cells. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2021; 116: e200443. https://doi.org/10.1590/0074-02760200443
  11. Chen P.L., Tzeng T.T., Hu A.Y., Wang L.H., Lee M.S. Development and evaluation of vero cell-derived master donor viruses for influenza pandemic preparedness. Vaccines (Basel). 2020; 8(4):626. https://doi.org/10.3390/vaccines8040626
  12. Cao Y.C., Deng Q.X., Dai S.X. Remdesivir for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 causing COVID-19: an evaluation of the evidence. Travel Med. Infect. Dis. 2020; 35: 101647. https://doi.org/10.1016/j.tmaid.2020.101647
  13. Ayari A., Rosa-Calatrava M., Lancel S., Barthelemy J., Pizzorno A., Mayeuf-Louchart A., et al. Influenza infection rewires energy metabolism and induces browning features in adipose cells and tissues. Commun. Biol. 2020; 3(1): 237. https://doi.org/10.1038/s42003-020-0965-6
  14. Barreto-Vieira D.F., da Silva M.A.N., de Almeida A.L.T., Rasinhas A.D.C., Monteiro M.E., Miranda M.D., et al. SARS-CoV-2: ultrastructural characterization of morphogenesis in an in vitro system. Viruses. 2022; 14(2): 201. https://doi.org/10.3390/v14020201
  15. Martin A.J., Jans D.A. Antivirals that target the host IMPα/β1-virus interface. Biochem. Soc. Trans. 2021; 49(1): 281–95. https://doi.org/10.1042/bst20200568

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Динамика ультраструктурных изменений в клетках Vero (E6) при моноинфекции штамма вируса гриппа A/H1N1 pmd09. Электронограммы А, Б и В соответствуют стадии 6 ч, Г и Д – стадии 18 ч, Е и Ж – стадии 24 ч. А – участок цитоплазмы клетки с оптически светлыми зонами, представляющими собой профили ЭПР с признаками вакуолизации (стрелки). Масштаб 1 мкм; Б – участок цитоплазмы клетки с вируссодержащими транспортными везикулами (стрелки). Масштаб 500 нм; В – участок цитоплазмы клетки с вакуолизированными полостями ЭПР (стрелки). Множественные вирусные частицы в состоянии адгезии локализованы вдоль плазмолеммы. Масштаб 2 мкм; Г – участок цитоплазмы клетки с везикулами (V) и ядром (N) с признаками инвагинации ядерных мембран (стрелка). Масштаб 1 мкм; Д – участок цитоплазмы клетки, содержащей вирусные частицы A/H1N1 pmd09 (стрелки). Масштаб 500 нм; Е – участок клетки, имеющей резко просветленную гиалоплазму, большое количество мембранных структур и свободные вирусные частицы (стрелки). Масштаб 1 мкм; Ж – фрагмент цитоплазмы клетки с ядром (N). Кариоплазма высветлена относительно гиалоплазмы. Масштаб 1 мкм; З – график типа «Bar-plot», отражающий динамику изменения количества вирусных частиц на клетку на этапах 6, 18 и 24 ч.

Скачать (806KB)
3. Рис. 2. Динамика ультраструктурных изменений в клетках Vero (E6) при коинфекции штамма вируса гриппа A/H1N1 pmd09 и штамма Delta SARS-CoV-2. Электронограммы А, Б и В соответствуют стадии 6 ч, Г и Д – стадии 18 ч, Е и Ж – стадии 24 ч. А – участок цитоплазмы клетки, демонстрирующий высокую синтетическую активность: видны множественные просветы аппарата Гольджи и грЭПР (стрелки), местами с признаками вакуолизации. Масштаб 2 мкм; Б – фрагмент мембраны с микроворсинками и вирусными частицами в состоянии адгезии (стрелки). Масштаб 500 нм; В – участки двух соседних клеток. Клетка в верхней половине электронограммы имеет сравнительно более плотную гиалоплазму, в которой локализованы везикулы, содержащие электронно-плотное вещество (стрелка). Я – ядро. Масштаб 2 мкм; Г – участок цитоплазмы клетки с высокой синтетической активностью, выраженной в вакуолизации профилей ЭПР (стрелки). Масштаб 2 мкм; Д – участок гиалоплазмы клетки, с вируссодержащими транспортными везикулами (стрелки) вблизи ядра (N). Масштаб 500 нм; Е – фрагмент цитоплазмы клетки с вирусными частицами, локализованными вдоль внутренней стороны везикулярной мембраны (стрелка). Масштаб 1 мкм; Ж – участок клеточного ядра (N) с признаками инвагинации ядерных мембран (стрелка). Масштаб 1 мкм; З – график типа «Bar-plot», отражающий динамику изменения количества вирусных частиц на клетку на этапах 6, 18 и 24 ч.

Скачать (758KB)
4. Рис. 3. Динамика ультраструктурных изменений в клетках Vero (E6) при коинфекции штамма вируса гриппа A/H1N1 pmd09 и штамма Omicron SARS-CoV-2. Электронограмма А соответствует стадии 6 ч, Б – стадии 18 ч, В – стадии 24 ч. А – участок цитоплазмы клетки с органоидами в состоянии вакуолизации (стрелки). Масштаб 500 нм; Б – участок гиалоплазмы клетки с профилями комплекса Гольджи (GC), часть которых имеет двойную мембрану (сплошные стрелки), и везикулами вблизи него (V); свободные вирусные частицы локализованы в гиалоплазме (пунктирные стрелки). Масштаб 500 нм; В – клетка в состоянии деструкции, обзорная электронограмма. Гиалоплазма (H) имеет повышенную плотность. Ядро (N) содержит ядрышко (Ns), хроматин уплотнен. Масштаб 1 мкм; Г – график типа «Bar-plot», отражающий динамику изменения количества вирусных частиц на клетку на этапах 6, 18 и 24 ч.

Скачать (369KB)

© Емцова К.Ф., Спиридонова Е.В., Омигов В.В., Моисеева А.А., Даниленко Е.И., Таранов О.С., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».