doi: 10.18527/2500-2236-2017-4-1-21-30

originii

primit: 2017-10-18 admis: 02.11.2017 publicat: 2017-12-16

Rustam N. Heydarov 1, Natalia F. Lomakina 2, Elizaveta Yu. Boravleva 2, Ivan S. Kholodilov 2, Alexandra S. Gambaryan 2 #, Vladimir M. Mikhailovich 1, Eugene E. Fesenko 3

1 Institutul de Biologie Moleculară Engelhardt, RAS, Moscova, Federația Rusă

2 Chumakov Centrul științific federal pentru cercetare și dezvoltare a produselor imune-biologice, Moscova, Federația Rusă

3 Institutul de Biofizică Celulară, RAS, Pushchino, Federația Rusă

# Autor corespondent: Alexandra Gambaryan: [email protected]

Abstract

Introducere

Păsările acvatice sălbatice reprezintă rezervorul natural major al virusurilor gripale, care include virusurile cu 16 subtipuri antigenice cunoscute în prezent de hemaglutinină (HA) și 9 subtipuri de neuraminidază (NA). Acești viruși sunt foarte adaptați la gazdele lor și, de obicei, nu provoacă semne ale bolii. Se replică în intestin și sunt transmise eficient pe calea fecal-orală prin apa contaminată [1]. Deși virusul este reprodus activ în gazdă și secretat intens de gazdă în mediul înconjurător, gazda nu suferă de el din cauza adaptării îndelungate a virusului la gazdă. Acest lucru este benefic pentru virus, deoarece păsările active răspândesc în mod eficient infecția. Patogenitatea ridicată apare de obicei în ecosisteme artificiale nenaturale cu o densitate mare de obiecte de infecție. Exemple de astfel de ecosisteme sunt fermele de păsări de curte, unde apar virusurile gripei aviare foarte patogene (HPAIV). Analiza evoluției virusurilor gripale arată că HPAIV sunt localizate de obicei la vârfurile ramurilor evolutive tinere ale virusurilor, deoarece virusurile care ucid gazdele au încetat să mai existe ele însele [2].

Virusurile gripei aviare cu nivel scăzut de patogen (LPAIV) ale păsărilor sălbatice se află în bazele ramurilor evolutive ale virusurilor gripei A. Ele evoluează lent și păstrează o serie de trăsături caracteristice. Aceste caracteristici includ: structura conservativă a situsului de legare a receptorului HA, structura situsului de scindare, care este digerat de proteaze de tip tripsină, dar nu de proteaze intracelulare; pH scăzut de activare a HA, asociat cu rezistența sa ridicată la mediul acid al tractului digestiv al păsărilor.

Patogenitatea ridicată este o caracteristică multifactorială, care este determinată de schimbări multiple în multe gene. Aceste modificări includ următoarele: apariția unei secvențe polibazice în locul de scindare HA al HPAIV [3]; ștergere în secțiunea stem a NA [4]; mutația E627K din proteina polimerazică PB2 care crește rata de replicare a virusului [5-7]; substituirea N66S în proteina PB1-F2 care accelerează transportul nuclear [8-10]; și substituțiile din proteina nestructurală NS1 a HPAIV care conduc la suprimarea eficientă a sintezei interferonului gazdă [7, 11-13].

Un microarray Biogripp [14] care conține 176 de sonde pe diferite segmente ale genomului virusurilor gripale a fost dezvoltat la Institutul de Biologie Moleculară Engelhardt (Moscova, Rusia). Acest microarray poate fi utilizat pentru a monitoriza și caracteriza virusurile gripale. Microarray-ul permite:

1) să identifice ARN-ul virusului gripal în materiale biologice și să determine tipul și subtipul virusurilor;

2) determinarea rezistenței virusului la medicamentele anti-gripale - amantadină și rimantadină - precum și la inhibitorii neuraminidazei (oseltamivir și analogii săi);

3) pentru a determina prezența și structura ligandului domeniului PDZ în proteina NS1: secvențe ESEV, EPEV, ESKV și KSEV care sunt tipice pentru secvențele HPAIV sau RSKV și RSEV care sunt caracteristice pentru tulpinile patogene scăzute;

4) pentru a determina prezența unui site de scindare polibazică a HA, care permite virusului să se înmulțească în organele interne ale gazdei și este tipic pentru HPAIV H5 și H7;

5) pentru a determina prezența codonilor de oprire la pozițiile 12 și 58 în gena PB1-F2 precum și mutația N66S în proteina corespunzătoare.

Descriem aici rezultatele unei analize a celor patruzeci și două tulpini de virusuri gripale aviare care au fost izolate din fecalele păsărilor acvatice sălbatice din orașul Moscova. Acești viruși, precum și tulpinile de referință și unii reasortanți experimentali au fost analizați prin intermediul microarray-ului Biogripp pentru a determina originea genelor lor.

Materiale și metode

Viruși

Virușii au fost izolați din fecalele aviare colectate pe malul unui iaz din orașul Moscova în perioada 2006 - 2014. Sunt depozitate în depozitul de viruși al centrului științific Chumakov (Moscova, Rusia).

Virusul Vietnam/1203/04-PR8/CDC-RG (H5N1) (VN-PR) a fost generat de genetică inversă în ramura Gripă a Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC, SUA). Conține gene HA și NA de la virusul A/Vietnam/1203/2004 (H5N1) și restul genelor de la virusul A/Puerto Rico/8/34 (PR8). Segmentul genei HA care codifică locul de scindare polibazică a acestui virus a fost modificat. Acest virus a fost furnizat cu amabilitate de Dr. R. Donis. Virusul A/Hamburg/5/2009 a fost furnizat cu amabilitate de Dr. M. N. Matrosovich (Institutul de Virologie, Universitatea Philipps, Marburg, Germania). Virusul A/Leningrad/134/17/57 (H2N2) adaptat la rece a fost furnizat cu amabilitate de Prof. L. G. Rudenko (Institutul de Medicină Experimentală, Sankt Petersburg, Rusia). Virusul A/mallard/Sweden/91/2002 (H7N9) a fost furnizat cu amabilitate de Dr. R. A. Fouchier (Centrul Medical Erasmus, Rotterdam, Olanda). Virusul А/duck/Buryatia/664/1988 a fost obținut din depozitul de virusuri al Institutului de Cercetare Științifică Gamaleya de Epidemiologie și Microbiologie (Moscova, Rusia). Numele complete ale virușilor și denumirile acestora sunt prezentate în Tabelul 1.

Virus

Denumire a

Subtip

Număr de acces GenBank (Gene)