Dinâmica de resposta celular ao IFNß frente ao espalhamento viral

Abstract

Durante uma infecção viral, as células são capazes de identificar padrões microbianos associado a patógenos e ativar uma resposta mediada por Interferons do tipo 1 (IFN-I). Esses IFNs podem agir de forma parácrina e autócrina e são responsáveis por induzir um estado antiviral. Contudo, dentro de uma população de células geneticamente idênticas, observa-se uma diversidade fenotípica, relacionada aos eventos probabilísticos de controle da expressão genica e proteica. Interessantemente, em uma dada população, as células que produzem IFN-I são também as que apresentam uma maior produção de proteínas virais. Dessa forma, a hipótese do trabalho é que o espalhamento viral é regulado temporalmente pela atividade parácrina dos IFNs-I produzidos pelas células da periferia da placa de infecção. Além disso, como a replicação de um vírus parece explorar a atividade transcricional das células produtoras de IFN-I e é regulada pela atividade parácrina dos mesmos, propomos avaliar o impacto da sinalização do receptor do IFN-I no espalhamento viral. Inicialmente construímos células A549-mCherry e A549-IFANR1-KO nocautes para a cadeia I do receptor do IFN-I. Em experimentos de cultura mista foi possível identificar diferenças significativas nos tamanhos de placas viral, ao utilizarmos vírus repórter GFP, além de diferenciarmos as células infectadas, ao utilizarmos células selvagens (WT) repórter mCherry. A avaliação da dinâmica de resposta ao IFN durante a infecção viral pelas técnicas de citometria de fluxo e microscopia de fluorescência em culturas celulares WT e IFNARI-KO. Para observar a produção dos IFN-I espaço-temporalmente e dentro do contexto do locus gênico original de maneira concomitante ao espalhamento viral, células derivadas de animais IFNß-YFP foram utilizadas. Nossos dados sugerem que a ação parácrina das células da periferia da placa possui uma maior relevância na contenção viral e que a comunicação entre as células contribui para a resposta antiviral. Esses eventos sugerem que há uma amplificação de sinal dependente de contato celular. Monitorando a dinâmica de ativação de IFN e observando a influência do seu efeito em populações mistas utilizando os vírus repórter GFP, podem contribuindo assim para o entendimento da relação entre os vírus e a resposta do hospedeiro nos momentos iniciais de uma infecção.

Abstract : During a viral infection, cells are able to identify pathogen-associated microbial patterns and activate a type 1 Interferons (IFN-I) mediated response. These IFNs may act in a paracrine and autocrine manner and are responsible for inducing an antiviral state. However, within a population of genetically identical cells, a phenotypic diversity is observed, related to the probabilistic events of control of genetic and protein expression. Interestingly, in a given population, the cells that produce IFN-I are also the ones with the highest production of viral proteins. The hypothesis that underlies this work is that the viral spread is regulated temporally by the paracrine activity of the IFN-I produced by the cells of the periphery of the infection plaque, and that the spread of a virus in a cell monolayer explores the transcriptional activity of IFN-I producing cells and is regulated by the paracrine activity of the same. Therefore, we propose to evaluate the impact of IFN-I receptor signaling on viral spread. Initially we constructed A549-mCherry and A549-IFANR1-KO cells, knockouts for IFN-I receptor I chain. In co-culture experiments, it was possible to identify significant differences in viral plaque sizes, when using GFP reporter virus, besides differentiating the infected cells, when reporter mCherry wild cells (WT) are used. Evaluation of the dynamics of IFN response during viral infection by flow cytometry techniques and fluorescence microscopy in WT and IFNARI-KO cell cultures. To observe the IFN-I production and within the context of the original gene locus concomitantly to viral spread, cells derived from IFNß-YFP animals were used. Our data suggest that the paracrine action of the peripheral cells of the plaque has a greater relevance in the viral containment and that communication between the cells contributes to the antiviral response. These events suggest that there is signal amplification dependent on cell contact. Monitoring the dynamics of IFN activation and observing the influence of its effect on mixed populations using GFP reporter viruses may thus contribute to the understanding of the relationship between viruses and host response at the early stages of infection.