Интерлейкин 6 помогает размножаться герпесвирусу, ассоциированному с саркомой Капоши

Вирус герпеса человека 8 типа, или герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши (Kaposi sarcoma associated herpesvirus, KSHV), — онкогенный гаммагерпесвирус, геном которого представлен днДНК. KSHV остается в организме на всю жизнь и является причиной развития саркомы Капоши у ВИЧ-инфицированных пациентов, а также лимфом, миелом, воспалительного цитокинового синдрома и других заболеваний. С помощью секвенирования РНК единичных клеток (scRNAseq) американские ученые показали, что KSHV преимущественно инфицирует CD14+ моноциты, поддерживает литическую репликацию вируса с помощью вирусного интерлейкина 6 (vIL-6), который активирует STAT1 и 3, и индуцирует программу экспрессии воспалительных генов. Для того, чтобы изучить роль vIL-6, ученые создали рекомбинантный вирус с неработающим геном. Исследования показали критическую роль vIL-6 в поддержании транскрипции KSHV в первичных моноцитах. Также KSHV использует vIL-6 для защиты вирусного пула путем дифференцировки зараженных клеток в долгоживущие макрофаги с нарушенной функцией. Авторы полагают, что этот механизм может лежать в основе ухода вируса от иммунного ответа хозяина и поддержания пожизненной инфекции KSHV.

Передача KSHV происходит через кровь, слюну, половым путем, при пересадке органов, от матери к плоду. Механизмы, за счет которых вирус циркулирует пожизненно, еще не совсем ясны. vIL-6 является гомологом IL-6 человека и экспрессируется на высоком уровне во время литического цикла, то есть процесса воспроизводства вируса в клетке-хозяине, в результате которого она разрушается.

Моноциты играют ключевую роль на ранних стадиях инфекции, производя воспалительные цитокины и дифференцируясь в подтипы, которые играют различные роли в индукции или разрешении воспаления. В данном случае авторы наблюдали увеличение доли CD14+CD16+ моноцитов на начальной стадии инфекции KSHV.

В ходе исследования ученые использовали мононуклеарные клетки периферической крови, которые заражали KSHV и анализировали методом scRNAseq. Инфекция KSHV в CD14+ моноцитах вызывает активацию и воспалительный ответ уже на первые сутки после инфекции, что проявляется выраженным увеличением уровней экспрессии CD86, CD80, TNFα, CCL2, IL1β и IL6. scRNAseq подтверждает, что KSHV вызывает воспалительный ответ в моноцитах с последующей их дифференцировкой в макрофаги, обеспечивая долгосрочное пребывание вируса в организме.

В новом исследовании была показана роль вирусного гена vIL-6. Для этого авторы создали рекомбинантный KSHV, в котором экспрессия гена vIL-6 была заблокирована путем вставки стоп-кодона. Эксперименты показали снижение транскрипции вирусных геномов и инкапсуляцию вирионов, то есть блокирование литического процесса высвобождения вирусных частиц.

Исследование показывает, что инфекция KSHV вызывает активацию STAT в дендритных и миелоидных клетках. При этом vIL-6 влияет на активацию и дифференцировку моноцитов. Инфекция KSHV приводит к увеличению экспрессии CD274 (PD-L1) в моноцитах, жизнеспособность и доля активированных PD-L1+ клеток увеличиваются вне зависимости от экспрессии vIL-6.

PD-L1 играет важную роль в регуляции иммунного ответа. У опухолевых клеток высокий уровень экспрессии PD-L1 может быть использован для ухода от иммунного контроля. С другой стороны, было показано, что доля пролиферирующих клеток Ki67+ (биомаркер клеточного деления) и CD16+ увеличивается при наличии vIL-6, указывая на то, что экспрессия vIL-6 способствует пролиферации инфицированных моноцитов через активацию STAT 1 и 3. Управляемая vIL-6 активация STAT 1 и 3 может предоставить зараженным моноцитам преимущество в пролиферации перед незараженными клетками. Эти результаты подчеркивают важность взаимодействия вируса с моноцитами и роль vIL-6 в регуляции их активации и пролиферации на ранней стадии инфекции KSHV.

Для раскрытия биологического эффекта экспрессии vIL-6 в инфицированных моноцитах был проведен транскриптомный анализ. РНК извлекали из моноцитов через семь дней после заражения и секвенировали. Вирус, способный экспрессировать vIL-6, существенно изменял транскриптом клетки, в отличие от вируса, где этот ген был заблокирован. Эти изменения включали активацию генов, связанных с интерфероном, и подавление генов, отвечающих за обработку и презентацию антигенов. Авторы предположили, что vIL-6 может способствовать реактивации KSHV и поддержанию его латентной репликации. В исследовании показано, что KSHV снижает экспрессию HLA-DR на поверхности макрофагов по сравнению с контрольными клетками и клетками с неработающим геном vIL-6. Выращивание моноцитов в присутствии белка vIL-6 увеличило их жизнеспособность и снизило экспрессию HLA-DR, что привело к иммуносупрессивному фенотипу дифференцирующихся макрофагов.