Different Plasma Markers of Inflammation Are Influenced by Immune Recovery and cART Composition or Intensification in Treated HIV Infected Individuals

Abstract Background HIV-1 infection increases plasma levels of inflammatory markers. Combination antiretroviral therapy (cART) does not restore inflammatory markers to normal levels. Since intensification of cART with raltegravir reduced CD8 T-cell activation in the Discor-Ral and IntegRal studies, we have evaluated the effect of raltegravir intensification on several soluble inflammation markers in these studies. Methods Longitudinal plasma samples (0–48 weeks) from the IntegRal (n = 67, 22 control and 45 intensified individuals) and the Discor-Ral studies (44 individuals with CD4 T-cell counts<350 cells/µl, 14 control and 30 intensified) were assayed for 25 markers. Mann-Whitney, Wilcoxon, Spearman test and linear mixed models were used for analysis. Results At baseline, different inflammatory markers were strongly associated with HCV co-infection, lower CD4 counts and with cART regimens (being higher in PI-treated individuals), but poorly correlated with detection of markers of residual viral replication. Although raltegravir intensification reduced inflammation in individuals with lower CD4 T-cell counts, no effect of intensification was observed on plasma markers of inflammation in a global analysis. An association was found, however, between reductions in immune activation and plasma levels of the coagulation marker D-dimer, which exclusively decreased in intensified patients on protease inhibitor (PI)-based cART regimens (P = 0.040). Conclusions The inflammatory profile in treated HIV-infected individuals showed a complex association with HCV co-infection, the levels of CD4 T cells and the cART regimen. Raltegravir intensification specifically reduced D-dimer levels in PI-treated patients, highlighting the link between cART composition and residual viral replication; however, raltegravir had little effect on other inflammatory markers.

Proteases de Leishmania: novos alvos para o desenvolvimento racional de fármacos

Leishmania causes tegumental and visceral diseases called leishmaniasis. Disease control is possible interrupting the transmission cycle, but HIV co-infection, chemotheraphy toxicity and lack of a vaccine are paramount difficulties. So, is necessary to study new Leishmania molecules and investigate the possibility to develop rational drugs using these molecules as targets. Leishmania express many peptidases during their life, and cysteine are the most abundant protease and many inhibitors were developed but failed to kill parasites. On the other hand, inhibitors of serine proteases killed promastigotes, indicating the possibility of these enzymes to be important targets in the development of anti-Leishmania drugs.

Evidence of mixed persistent infections in calves born to cows challenged with a pool of bovine viral diarrhea virus isolates

Pregnant cows infected with noncytopathic (NCP) isolates of bovine viral diarrhea virus (BVDV) between days 40 and 120 days of gestation frequently deliver immunotolerant, persistently infected (PI) calves. We herein report the characterization of PI calves produced experimentally through inoculation of pregnant cows with a pool of Brazilian BVDV-1 (n=2) and BVDV-2 isolates (n=2) between days 60 and 90 of gestation. Two calves were born virus positive, lacked BVDV antibodies, but died 7 and 15 days after birth, respectively. Six other calves were born healthy, seronegative to BVDV, harbored and shed virus in secretions for up to 210 days. Analysis of the antigenic profile of viruses infecting these calves at birth and 30 days later with a panel of monoclonal antibodies indicated two patterns of infection. Whereas three calves apparently harbored only one isolate (either a BVDV-1 or BVDV-2), co-infection by two antigenically distinct challenge viruses was demonstrated in three PI calves. Moreover, testing the viruses obtained from the blood of PI calves by an RT-PCR able to differentiate between BVDV-1 and BVDV-2 confirmed the presence/persistence of two co-infecting viruses of different genotypes (BVDV-1 and BVDV-2) in these animals. These findings indicate that persistent infection of fetuses/calves - a well characterized consequence of fetal infection by BVDV - may be established concomitantly by more than one isolate, upon experimental inoculation. In this sense, mixed persistent infections with antigenically distinct isolates may help in understanding the immunological and molecular basis of BVDV immunotolerance and persistence.

Interstitial nephritis of slaughtered pigs in the State of Mato Grosso, Brazil

This study evaluated histological lesions in kidney samples from pigs with nephritis in two slaughterhouses in the State of Mato Grosso, Brazil. Four hundred samples were subjected to histology, anti-porcine circovirus type 2 (PCV2) immunohistochemistry (IHC), anti-Leptospira sp. immunofluorescence (IF), and polymerase chain reaction (PCR) for PCV2, porcine parvovirus (PPV), and Torque teno virus type 1 and 2 (TTV1, TTV2) detection. Histological lesions were found in 81% of the samples, and mononuclear interstitial nephritis was the most frequent lesion (77.50%). A follicular pattern was observed in 40.97% of the interstitial nephritis lesions. PCV2, PPV, TTV1, and TTV2 were identified in the kidneys by PCR in 27.25%, 28.50%, 94%, and 87.5% of the samples, respectively. Leptospira sp. was not detected through IF. Infection by PCV2 (PCR) and the presence of histological lesions (P=0.008) and giant cells (P=0.0016) were significantly associated. An association was observed between the TTV2-TTV1 co-infection (P<0.0001) and the risk for pathogenesis. These findings indicated that PCV2, PPV, TTV1, and TTV2 were widely distributed among pigs in the local farms and that the presence of these agents should be considered in the differential diagnosis of kidneys with interstitial nephritis in pigs.

Babesiosis and anaplasmosis in dairy cattle in Northeastern Brazil

The goal of this study was to characterize the epidemiological situation and the factors involved in the prevalence of babesiosis and anaplasmosis in cattle in the dairy basin of Parnaíba, Piauí, Brazil. The study was conducted in 22 farms, and collected blood samples from 202 cattle to study serological, molecular and determination of the packed cell volume (PCV). On the farms were applied surveys involving epidemiological aspects. Seroprevalence rates were: Babesia bigemina 52.5%, B. bovis 68.8%, and Anaplasma marginale 89.1%. Of the samples analyzed, 73.3% were reactive for Babesia spp. and A. marginale, showing co-infection. In PCR, B. bigemina and B. bovis were positive in 52.0% and 33.2% respectively, and A. marginale in 76.2%. Of these, 51.5% amplified DNA of Babesia spp. and A. marginale. The semi-intensive management predominated in 68.0% of the farms studied. The clinical history of babesiosis and anaplasmosis, was reported from 73% of the farms. There was no significant difference (p>0.05) between age groups and for the PCV of positive compared with negative animals. The study indicates that in this region is enzootic instability for babesiosis and enzootic stability for anaplasmosis, reinforcing the fact that in Brazil there are areas of enzootic instability, even in tropical regions of the country. The PCR technique was a valuable tool for the diagnosis of these diseases and may be used to characterize a geographic region.

HEV, TTV and GBV-C/HGV markers in patients with acute viral hepatitis

The aim of the present study was to evaluate the prevalence of HEV, TTV and GBV-C/GBV-C/HGV in patients with acute viral hepatitis A, B and non-A-C. We evaluated sera of 94 patients from a sentinel program who had acute hepatitis A (N = 40), B (N = 42) and non-A-C (N = 12); 71 blood donors served as controls. IgM and anti-HEV IgG antibodies were detected by enzyme immunoassay using commercial kits. TTV and GBV-C/HGV were detected by nested PCR; genotyping was done by sequencing and phylogenetic analysis. Anti-HEV IgG was present in 38, 10 and 17% of patients with hepatitis A, B and non-A-C. Four patients with hepatitis A and 1 with non-A-C hepatitis also had anti-HEV IgM detected in serum. TTV was detected in 21% of patients with acute hepatitis and in 31% of donors. GBV-C/HGV was detected in 9% of patients with hepatitis, and in 10% of donors. We found TTV isolates of genotypes 1, 2, 3, and 4 and GBV-C/HGV isolates of genotypes 1 and 2. Mean aminotransferase levels were lower in patients who were TTV or GBV-C/HGV positive. In conclusion, the detection of anti-HEV IgM in some acute hepatitis A cases suggests co-infection with HEV and hepatitis E could be the etiology of a few cases of sporadic non-A-C hepatitis in Salvador, Brazil. TTV genotype 1, 2, 3 and 4 isolates and GBV-C/HGV genotype 1 and 2 strains are frequent in the studied population. TTV and GBV-C/HGV infection does not appear to have a role in the etiology of acute hepatitis.

Description of Lyme disease-like syndrome in Brazil: is it a new tick borne disease or Lyme disease variation?

An emerging clinical entity that reproduces clinical manifestations similar to those observed in Lyme disease (LD) has been recently under discussion in Brazil. Due to etiological and laboratory particularities it is named LD-like syndrome or LD imitator syndrome. The condition is considered to be a zoonosis transmitted by ticks of the genus Amblyomma, possibly caused by interaction of multiple fastidious microorganisms originating a protean clinical picture, including neurological, osteoarticular and erythema migrans-like lesions. When peripheral blood of patients with LD-like syndrome is viewed under a dark-field microscope, mobile uncultivable spirochete-like bacteria are observed. PCR carried out with specific or conservative primers to recognize Borrelia burgdorferi sensu stricto or the genus Borrelia has been negative in ticks and in biological samples. Two different procedures, respectively involving hematoxylin and eosin staining of cerebrospinal fluid and electron microscopy analysis of blood, have revealed spirochetes not belonging to the genera Borrelia, Leptospira or Treponema. Surprisingly, co-infection with microorganisms resembling Mycoplasma and Chlamydia was observed on one occasion by electron microscopy analysis. We discuss here the possible existence of a new tick-borne disease in Brazil imitating LD, except for a higher frequency of recurrence episodes observed along prolonged clinical follow-up.

Étude de la diversité génétique d’isolats québécois de Mycoplasma hyopneumoniae provenant d’infections simples ou mixtes et caractérisation de leur sensibilité aux antimicrobiens

Mycoplasma hyopneumoniae est l’agent causal de la pneumonie enzootique. On le retrouve dans plusieurs élevages de porcs à travers le monde. Même si ce micro-organisme est présent dans plusieurs troupeaux canadiens, peu d’informations sont présentement disponibles sur les isolats québécois. Un total de 160 poumons de porcs possédant des lésions de pneumonie ont été récupérés à l’abattoir, mis en culture et testés par PCR pour M. hyopneumoniae et Mycoplasma hyorhinis. D’autres pathogènes bactériens communs du porc et les virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP), de l’influenza et le circovirus porcin de type 2 (CVP2) ont été également testés. Quatre-vingt-dix pourcent des échantillons étaient positifs pour M. hyopneumoniae et 5.6% l’étaient seulement pour M. hyorhinis. Dans ces échantillons positifs pour M. hyopneumoniae, la concentration de ce mycoplasme variait de 1.17 x 105 à 3.37 x 109 génomes/mL. Vingt-cinq poumons positifs en culture ou par PCR en temps réel pour M. hyopneumoniae ont été sélectionnés, parmi ceux-ci 10 étaient en coinfection avec Pasteurella multocida, 12 avec Streptococcus suis, 9 avec CVP2 et 2 avec le VSRRP. Les analyses des nombres variables de répétitions en tandem à de multiples loci (MLVA) et PCR-polymorphisme de longueur de fragments de restriction (PCR-RFLP) de M. hyopneumoniae ont démontré une forte diversité des isolats de terrain. Par contre, il semble y avoir plus d’homogénéité à l’intérieur d’un même élevage. L’analyse MLVA a également démontré que près de la moitié des isolats possédaient moins de 55% d’homologie avec les souches vaccinales et de référence utilisées dans la présente étude. L’absence d’amplification du locus 1 de M. hyopneumoniae en MLVA a été significativement associée à une baisse de la concentration de bactérie et de la sévérité des lésions. Pour tous les isolats de M. hyopneumoniae, des concentrations minimales inhibitrices (CMI) de faibles à intermédiaires ont été obtenues envers tous les antimicrobiens testés. Les isolats possédant des CMI intermédiaires envers les tétracyclines, les macrolides et les lincosamides ont été testés pour la présence des gènes de résistance tetM, ermB et pour des mutations ponctuelles dans les gènes des protéines L4, L22 et de l’ARNr 23S. Aucun de ces gènes n’a été détecté mais la mutation ponctuelle G2057A a été identifiée. Cette mutation est responsable de la résistance intrinsèque de M. hyopneumoniae face aux macrolides à 14 carbones. Ces résultats indiquent qu’il ne semble pas y avoir de résistance acquise aux antimicrobiens parmi ces isolats. En conclusion, cette recherche a permis d’obtenir de nouvelles données scientifiques sur les isolats québécois de M. hyopneumoniae.

Modèles cellulaires pour étudier les interactions entre Actinobacillus pleuropneumoniae et le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin

Durant une infection pulmonaire, les porcs sont souvent infectés par plus d’un microorganisme. Actinobacillus pleuropneumoniae et le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) sont des pathogènes qui peuvent infecter de manière simultanée les porcs. L’objectif du présent projet est d’étudier l’interaction entre ces pathogènes. Les deux lignées cellulaires permissives au VSRRP utilisées sont les cellules « St-Jude porcine lung » (SJPL) et MARC-145. Les cellules ont été pré-infectées avec le VSRRP, puis infectées avec A. pleuropneumoniae. Un dosage de la lactate déshydrogénase a montré qu’une co-infection VSRRP-A. pleuropneumoniae comparée à une infection simple augmente significativement la cytotoxicité. Dans les mêmes conditions expérimentales, une pré-infection virale ne semble pas affecter l’adhérence d’A. pleuropneumoniae aux cellules. À l’aide de tests ELISA, il a été possible de démontrer la production d’IL-8 et d’INF-γ lorsqu’il y a infection des cellules. Pour ce qui est du TNF-α, d’IL-6 et d’IL-10, ces cytokines ne sont pas détectées en présence des pathogènes étudiés. Des expériences de pré-infection bactérienne suivie d’infection virale ont également été réalisées. Il a été démontré que la pré-infection avec A. pleuropneumoniae diminuait la réplication du VSRRP chez la lignée cellulaire SJPL, mais cela n’est pas observé avec la lignée cellulaire MARC-145. Les résultats préliminaires ont démontré que cette diminution de la réplication serait causée par une molécule de faible poids moléculaire sécrétée dans le surnageant bactérien et celle-ci serait résistante à la chaleur. Les lignées cellulaires SJPL et MARC-145 représentent de bons modèles pour l’étude des infections mixtes des voies respiratoires du porc.

Prévention du VIH chez les femmes travailleuses du sexe de Conakry, République de Guinée : conseil dépistage volontaire, comportements à risque et infections sexuellement transmissibles

Problématique : Les femmes travailleuses du sexe (TS) constituent la population le plus à risque d’infection au VIH dans différents pays d’Afrique subsaharienne. Plusieurs interventions y ont ainsi été menées pour réduire le risque d’infection en influant sur les facteurs de risque. Parmi ces interventions, on peut citer la promotion de l’utilisation du préservatif de même que le dépistage et le traitement des infections sexuellement transmissibles (IST). Cependant, certaines composantes sont peu représentées dans ce panel d’interventions offertes aux femmes TS. Le conseil dépistage volontaire pourrait s’avérer une intervention utile de prévention primaire et secondaire pour cette population mais son acceptabilité est mal connue. Par ailleurs, en termes de surveillance de l’épidémie, l’évaluation de la validité de l’auto-rapport d’utilisation du préservatif, indicateur fréquemment utilisé lors d’enquêtes populationnelles serait souhaitable. Enfin, pour ce qui est de la prévention de l’infection dans cette population, l’effet du désir d’enfant sur l’utilisation non systématique du condom avec le principal partenaire régulier non payant est peu connu. Il en est de même pour la prévalence de certaines IST comme le VPH-16 et l’effet combiné de facteurs sociodémographiques, comportementaux et préventifs sur la présence de ces IST. Objectifs : Les objectifs de cette thèse sont 1) de mesurer l’acceptabilité et les conséquences du conseil dépistage volontaire du VIH chez les femmes TS de Conakry en Guinée; 2) d’évaluer la validité de l’auto-rapport de l’utilisation du préservatif dans cette population grâce à un indicateur biologique de présence de sperme, l’antigène spécifique de la prostate (PSA); 3) d’estimer la fréquence d’utilisation systématique du préservatif avec les partenaires clients et non-clients des femmes TS et d’étudier l’importance du désir d’enfant dans l’utilisation non systématique du préservatif avec le principal partenaire régulier non-client et 4) de mesurer la prévalence des IST et du VIH et d’étudier les facteurs sociodémographiques, comportementaux et préventifs qui y sont associés. Méthodologie : Nous avons mené une étude longitudinale dans la ville de Conakry en Guinée auprès de 421 femmes TS recrutées dans trois services de santé adaptés pour elles. Un devis mixte répété un an plus tard a permis de collecter des données quantitatives et qualitatives. Des analyses biologiques de dépistage des IST et du VIH ont été effectuées. Résultats : Le premier article de résultats présenté dans cette thèse montre que l’acceptabilité du conseil dépistage volontaire est élevée chez les femmes TS. En effet, les taux d’acceptation du test, de retour pour la prise de résultats et de notification du statut sérologique avoisinaient les 100%. Cette acceptabilité semblait être le fait d’une perception de risque d’infection élevé, mais aussi d’une pression sociale du milieu prostitutionnel pour effectuer le dépistage et révéler le statut sérologique. Les conséquences négatives au dépistage étaient rares. Le deuxième article montre que l’auto-rapport de l’usage récent du préservatif a une très faible sensibilité lorsque comparé à l’étalon d’or que constitue la PSA. Ainsi, la plupart des personnes chez qui la PSA était retrouvée ne rapportaient aucun rapport non protégé récent. La discordance entre l’auto-rapport d’utilisation récente du préservatif et la présence de PSA était associée à une perception de risque d’infection au VIH élevé. Enfin, la troisième section montre que si l’utilisation systématique du préservatif était très fréquente avec les clients, elle l’est beaucoup moins avec le principal partenaire régulier non-client. Le désir d’enfant de la femme TS contribue de manière significative à l’utilisation non systématique du condom avec ce type de partenaire. Des facteurs sociodémographiques, comportementaux et la coinfection par d’autres IST sont associés à la présence d’IST/VIH, ces dernières étant fréquentes dans la population des femmes TS malgré les nombreuses interventions qui y sont menées. Conclusion : En conclusion, l’on peut dire que la prévention du VIH chez les femmes TS constitue un défi nécessitant des interventions intégrées tenant compte du contexte commercial dans lequel ces interventions sont implantées et des aspirations des femmes TS en matière de reproduction.

Prévalence d’excrétion de Giardia et Cryptosporidium chez les humains, les animaux domestiques et les lémuriens de l’écosystème du Parc National de Ranomafana, Madagascar

L’augmentation des interactions entre humains et animaux sauvages en lisière des habitats naturels pourrait faciliter la transmission d’agents pathogènes entre les humains et les différentes espèces animales d’un écosystème et ainsi favoriser l’émergence de maladies. Nous avons effectué une étude transversale portant sur l’infection par Giardia et Cryptosporidium chez les humains, les animaux domestiques, les rongeurs et les lémuriens au sein de l’écosystème de Ranomafana, Madagascar. Des échantillons de fèces ont étés collectés de manière non invasive chez des personnes volontaires, des mammifères domestiques et des rongeurs introduits habitant trois villages situés en lisière du Parc National de Ranomafana (PNR) ainsi que quatre espèces de lémuriens (Propithecus edwardsii, Prolemur simus, Eulemur rubriventer et Microcebus rufus) du PNR. Des analyses coproscopiques par la technique d’immunofluorescence directe ont été réalisées afin de détecter la présence de Cryptosporidium et Giardia. Leur prévalence a été estimée et certaines variables reliées à l’infection par les parasites ont été identifiées. Cryptosporidium et Giardia ont été détectés avec une prévalence estimée à 22,9 % et 13,6 % respectivement chez les humains. La prévalence de ces deux parasites variait de 0 % à 60 % chez les animaux domestiques et les rongeurs au sein des villages. L’espèce hôte, l’âge ainsi que la co-infection par un autre protozoaire sont les seules variables associées à l’infection par Cryptosporidium et Giardia dans cet écosystème tandis qu’aucune association avec une coinfection par un ordre de nématode n’a été détecté. De plus, Cryptosporidium a été détecté chez 10,5 % des lémuriens du PNR. Cette étude documente pour la première fois la présence de Cryptosporidium chez deux espèces de lémuriens du PNR. Par contre, Giardia n’a pas été détecté dans les échantillons issus de lémuriens du PNR.

Actinobacillus pleuropneumoniae Possesses an Antiviral Activity against Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus

Pigs are often colonized by more than one bacterial and/or viral species during respiratory tract infections. This phenomenon is known as the porcine respiratory disease complex (PRDC). Actinobacillus pleuropneumoniae (App) and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) are pathogens that are frequently involved in PRDC. The main objective of this project was to study the in vitro interactions between these two pathogens and the host cells in the context of mixed infections. To fulfill this objective, PRRSV permissive cell lines such as MARC-145, SJPL, and porcine alveolar macrophages (PAM) were used. A pre-infection with PRRSV was performed at 0.5 multiplicity of infection (MOI) followed by an infection with App at 10 MOI. Bacterial adherence and cell death were compared. Results showed that PRRSV preinfection did not affect bacterial adherence to the cells. PRRSV and App co-infection produced an additive cytotoxicity effect. Interestingly, a pre-infection of SJPL and PAM cells with App blocked completely PRRSV infection. Incubation of SJPL and PAM cells with an App cell-free culture supernatant is also sufficient to significantly block PRRSV infection. This antiviral activity is not due to LPS but rather by small molecular weight, heat-resistant App metabolites (,1 kDa). The antiviral activity was also observed in SJPL cells infected with swine influenza virus but to a much lower extent compared to PRRSV. More importantly, the PRRSV antiviral activity of App was also seen with PAM, the cells targeted by the virus in vivo during infection in pigs. The antiviral activity might be due, at least in part, to the production of interferon c. The use of in vitro experimental models to study viral and bacterial co-infections will lead to a better understanding of the interactions between pathogens and their host cells, and could allow the development of novel prophylactic and therapeutic tools.

Transcriptional approach to study porcine tracheal epithelial cells individually or dually infected with swine influenza virus and Streptococcus suis

Background: Swine influenza is a highly contagious viral infection in pigs affecting the respiratory tract that can have significant economic impacts. Streptococcus suis serotype 2 is one of the most important post-weaning bacterial pathogens in swine causing different infections, including pneumonia. Both pathogens are important contributors to the porcine respiratory disease complex. Outbreaks of swine influenza virus with a significant level of co-infections due to S. suis have lately been reported. In order to analyze, for the first time, the transcriptional host response of swine tracheal epithelial (NPTr) cells to H1N1 swine influenza virus (swH1N1) infection, S. suis serotype 2 infection and a dual infection, we carried out a comprehensive gene expression profiling using a microarray approach. Results: Gene clustering showed that the swH1N1 and swH1N1/S. suis infections modified the expression of genes in a similar manner. Additionally, infection of NPTr cells by S. suis alone resulted in fewer differentially expressed genes compared to mock-infected cells. However, some important genes coding for inflammatory mediators such as chemokines, interleukins, cell adhesion molecules, and eicosanoids were significantly upregulated in the presence of both pathogens compared to infection with each pathogen individually. This synergy may be the consequence, at least in part, of an increased bacterial adhesion/invasion of epithelial cells previously infected by swH1N1, as recently reported. Conclusion: Influenza virus would replicate in the respiratory epithelium and induce an inflammatory infiltrate comprised of mononuclear cells and neutrophils. In a co-infection situation, although these cells would be unable to phagocyte and kill S. suis, they are highly activated by this pathogen. S. suis is not considered a primary pulmonary pathogen, but an exacerbated production of proinflammatory mediators during a co-infection with influenza virus may be important in the pathogenesis and clinical outcome of S. suis-induced respiratory diseases.

Bacterial pathogen evolution: breaking news

The immense social and economic impact of bacterial pathogens, from drug-resistant infections in hospitals to the devastation of agricultural resources, has resulted in major investment to understand the causes and conse- quences of pathogen evolution. Recent genome se- quencing projects have provided insight into the evolution of bacterial genome structures; revealing the impact of mobile DNA on genome restructuring and pathogenicity. Sequencing of multiple genomes of relat- ed strains has enabled the delineation of pathogen evo- lution and facilitated the tracking of bacterial pathogens globally. Other recent theoretical and empirical studies have shown that pathogen evolution is significantly influenced by ecological factors, such as the distribution of hosts within the environment and the effects of co- infection. We suggest that the time is ripe for experi- mentalists to use genomics in conjunction with evolu- tionary ecology experiments to further understanding of how bacterial pathogens evolve.

Baculovirus superinfection: a probable restriction factor on the surface display of proteins for library screening

In addition to the expression of recombinant proteins, baculoviruses have been developed as a platform for the display of complex eukaryotic proteins on the surface of virus particles or infected insect cells. Surface display has been used extensively for antigen presentation and targeted gene delivery but is also a candidate for the display of protein libraries for molecular screening. However, although baculovirus gene libraries can be efficiently expressed and displayed on the surface of insect cells, target gene selection is inefficient probably due to super-infection which gives rise to cells expressing more than one protein. In this report baculovirus superinfection of Sf9 cells has been investigated by the use of two recombinant multiple nucleopolyhedrovirus carrying green or red fluorescent proteins under the control of both early and late promoters (vAcBacGFP and vAcBacDsRed). The reporter gene expression was detected 8 hours after the infection of vAcBacGFP and cells in early and late phases of infection could be distinguished by the fluorescence intensity of the expressed protein. Simultaneous infection with vAcBacGFP and vAcBacDsRed viruses each at 0.5 MOI resulted in 80% of infected cells coexpressing the two fluorescent proteins at 48 hours post infection (hpi), and subsequent infection with the two viruses resulted in similar co-infection rate. Most Sf9 cells were re-infectable within the first several hours post infection, but the reinfection rate then decreased to a very low level by 16 hpi. Our data demonstrate that Sf9 cells were easily super-infectable during baculovirus infection, and super-infection could occur simultaneously at the time of the primary infection or subsequently during secondary infection by progeny viruses. The efficiency of super-infection may explain the difficulties of baculovirus display library screening but would benefit the production of complex proteins requiring co-expression of multiple polypeptides.