Анализ РНК отдельных клеток раскрывает ключевые иммунные механизмы в легких свиней, инфицированных репродуктивно-респираторным вирусом

Инфекция вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней (PRRSV) наносит глобальной свиноводческой отрасли огромный экономический ущерб. Вирус вызывает репродуктивные нарушения у свиноматок и респираторные проблемы у новорожденных и растущих поросят.

Высокая генетическая изменчивость вируса и различающаяся сила патогенности (вирулентность) затрудняют разработку вакцин и борьбу с болезнью. Факторы, влияющие на тяжесть заболевания, и противовирусные иммунные реакции изучены недостаточно.

Группа доктора Джун-Мо Кима из Университета Чунг-Анг (Корея) провела исследование, чтобы восполнить этот пробел в знаниях. «Используя модель инфекции PRRSV, наша цель — углубить всестороннее понимание механизма инфекции и ответа на неё, чтобы минимизировать промышленный ущерб», — заявляет доктор Ким.

Учёные проанализировали транскрипты белок-кодирующей РНК, выделенные из отдельных клеток и жидкости, собранных из легких свиней, инфицированных PRRSV. Они отслеживали изменения в иммунных клетках, вызванные штаммами вируса с разной вирулентностью. Работа опубликована в Nature Communications.

Ключевые результаты

• Высоковирулентный штамм PRRSV вызывал раннее и тяжелое повреждение легких, а также общий иммунный дисбаланс, характеризующийся значительным сокращением числа макрофагов.
• Штамм средней вирулентности приводил к отсроченному повреждению легких с меньшими иммунными изменениями.
• При менее вирулентных инфекциях наблюдалось большее количество защитных противовоспалительных M2-подобных макрофагов (SPP1-CXCL14high), что предполагает их потенциальную роль в заживлении легких.

Механизм повреждения

Менее 5% макрофагов были инфицированы вирусом напрямую. Однако гибель клеток и иммунные реакции были широко распространены. Это указывает на то, что внеклеточные везикулы или экзосомы, содержащие микроРНК, высвобождаемые из инфицированных PRRSV клеток, вероятно, способствовали патогенезу и гибели соседних, неинфицированных клеток.

Значение исследования

«Наши результаты помогут в разработке инновационных терапевтических стратегий, способных смягчить тяжелое повреждение легких и способствовать эффективному восстановлению у инфицированных PRRSV животных, прокладывая путь к эффективной борьбе с вирусным заболеванием», — объясняет доктор Ким.

Помимо очевидного влияния на здоровье скота, глобальную продовольственную безопасность и экономику свиноводства, выводы этого исследования могут найти параллели с другими респираторными вирусами человека, а терапевтические стратегии, вероятно, будут широко применимы и эффективны.