Murine coronavirus ubiquitin-like domain is important for papain-like protease stability and viral pathogenesis

Ubiquitin-like domains (Ubls) now are recognized as common elements adjacent to viral and cellular proteases; however, their function is unclear. Structural studies of the papain-like protease (PLP) domains of coronaviruses (CoVs) revealed an adjacent Ubl domain in severe acute respiratory syndrome CoV, Middle East respiratory syndrome CoV, and the murine CoV, mouse hepatitis virus (MHV). Here, we tested the effect of altering the Ubl adjacent to PLP2 of MHV on enzyme activity, viral replication, and pathogenesis. Using deletion and substitution approaches, we identified sites within the Ubl domain, residues 785 to 787 of nonstructural protein 3, which negatively affect protease activity, and valine residues 785 and 787, which negatively affect deubiquitinating activity. Using reverse genetics, we engineered Ubl mutant viruses and found that AM2 (V787S) and AM3 (V785S) viruses replicate efficiently at 37°C but generate smaller plaques than wild-type (WT) virus, and AM2 is defective for replication at higher temperatures. To evaluate the effect of the mutation on protease activity, we purified WT and Ubl mutant PLP2 and found that the proteases exhibit similar specific activities at 25°C. However, the thermal stability of the Ubl mutant PLP2 was significantly reduced at 30°C, thereby reducing the total enzymatic activity. To determine if the destabilizing mutation affects viral pathogenesis, we infected C57BL/6 mice with WT or AM2 virus and found that the mutant virus is highly attenuated, yet it replicates sufficiently to elicit protective immunity. These studies revealed that modulating the Ubl domain adjacent to the PLP reduces protease stability and viral pathogenesis, revealing a novel approach to coronavirus attenuation. IMPORTANCE Introducing mutations into a protein or virus can have either direct or indirect effects on function. We asked if changes in the Ubl domain, a conserved domain adjacent to the coronavirus papain-like protease, altered the viral protease activity or affected viral replication or pathogenesis. Our studies using purified wild-type and Ubl mutant proteases revealed that mutations in the viral Ubl domain destabilize and inactivate the adjacent viral protease. Furthermore, we show that a CoV encoding the mutant Ubl domain is unable to replicate at high temperature or cause lethal disease in mice. Our results identify the coronavirus Ubl domain as a novel modulator of viral protease stability and reveal manipulating the Ubl domain as a new approach for attenuating coronavirus replication and pathogenesis.

Evaluation of the role of heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 as a host factor in murine coronavirus discontinuous transcription and genome replication

Viruses with RNA genomes often capture and redirect host cell components to assist in mechanisms particular to RNA-dependent RNA synthesis. The nidoviruses are an order of positive-stranded RNA viruses, comprising coronaviruses and arteriviruses, that employ a unique strategy of discontinuous transcription, producing a series of subgenomic mRNAs linking a 5′ leader to distal portions of the genome. For the prototype coronavirus mouse hepatitis virus (MHV), heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) A1 has been shown to be able to bind in vitro to the negative strand of the intergenic sequence, a cis-acting element found in the leader RNA and preceding each downstream ORF in the genome. hnRNP A1 thus has been proposed as a host factor in MHV transcription. To test this hypothesis genetically, we initially constructed MHV mutants with a very high-affinity hnRNP A1 binding site inserted in place of, or adjacent to, an intergenic sequence in the MHV genome. This inserted hnRNP A1 binding site was not able to functionally replace, or enhance transcription from, the intergenic sequence. This finding led us to test more directly the role of hnRNP A1 by analysis of MHV replication and RNA synthesis in a murine cell line that does not express this protein. The cellular absence of hnRNP A1 had no detectable effect on the production of infectious virus, the synthesis of genomic RNA, or the quantity or quality of subgenomic mRNAs. These results strongly suggest that hnRNP A1 is not a required host factor for MHV discontinuous transcription or genome replication.

Incidence and risk factors for chronic elevation of alanine aminotransferase levels in HIV-infected persons without hepatitis b or c virus co-infection.

BACKGROUND: Chronic liver disease in human immunodeficiency virus (HIV)-infected patients is mostly caused by hepatitis virus co-infection. Other reasons for chronic alanine aminotransferase (ALT) elevation are more difficult to diagnose. METHODS: We studied the incidence of and risk factors for chronic elevation of ALT levels (greater than the upper limit of normal at 2 consecutive semi-annual visits) in participants of the Swiss HIV Cohort Study without hepatitis B virus (HBV) or hepatitis C virus (HCV) infection who were seen during the period 2002-2008. Poisson regression analysis was used. RESULTS: A total of 2365 participants were followed up for 9972 person-years (median age, 38 years; male sex, 66%; median CD4+ cell count, 426/microL; receipt of antiretroviral therapy [ART], 56%). A total of 385 participants (16%) developed chronic elevated ALT levels, with an incidence of 3.9 cases per 100 person-years (95% confidence interval [CI], 3.5-4.3 cases per 100 person-years). In multivariable analysis, chronic elevated ALT levels were associated with HIV RNA level >100,000 copies/mL (incidence rate ratio [IRR], 2.23; 95% CI, 1.45-3.43), increased body mass index (BMI, defined as weight in kilograms divided by the square of height in meters) (BMI of 25-29.9 was associated with an IRR of 1.56 [95% CI, 1.24-1.96]; a BMI 30 was associated with an IRR of 1.70 [95% CI, 1.16-2.51]), severe alcohol use (1.83 [1.19-2.80]), exposure to stavudine (IRR per year exposure, 1.12 [95% CI, 1.07-1.17]) and zidovudine (IRR per years of exposure, 1.04 [95% CI, 1.00-1.08]). Associations with cumulative exposure to combination ART, nucleoside reverse-transcriptase inhibitors, and unboosted protease inhibitors did not remain statistically significant after adjustment for exposure to stavudine. Black ethnicity was inversely correlated (IRR, 0.52 [95% CI, 0.33-0.82]). Treatment outcome and mortality did not differ between groups with and groups without elevated ALT levels. CONCLUSIONS: Among patients without hepatitis virus co-infection, the incidence of chronic elevated ALT levels was 3.9 cases per 100 person-years, which was associated with high HIV RNA levels, increased BMI, severe alcohol use, and prolonged stavudine and zidovudine exposure. Long-term follow-up is needed to assess whether chronic elevation of ALT levels will result in increased morbidity or mortality.

Incidence and risk factors for chronic elevation of alanine aminotransferase levels in HIV-infected persons without hepatitis b or c virus co-infection

Chronic liver disease in human immunodeficiency virus (HIV)-infected patients is mostly caused by hepatitis virus co-infection. Other reasons for chronic alanine aminotransferase (ALT) elevation are more difficult to diagnose.

Acute pancreatitis associated with acute viral hepatitis: case report and review of literature

This case report, along with the review presented, describes a patient diagnosed with acute viral hepatitis, who developed a framework of intense abdominal pain and laboratorial alterations compatible with acute pancreatitis. The association of acute pancreatitis complicating fulminant and non-fulminant acute hepatitis virus (AHV) has been reported and several mechanisms have been proposed for this complication, but so far none is clearly involved. As acute hepatitis is a common disease, it is important to stimulate the development of other studies in order to determine local incidence and profile of patients presenting this association in our environment.

A cell therapy approach for erythropoietin delivery using encapsulated human primary fibroblasts

Summary Cell therapy has emerged as a strategy for the treatment of various human diseases. Cells can be transplanted considering their morphological and functional properties to restore a tissue damage, as represented by blood transfusion, bone marrow or pancreatic islet cells transplantation. With the advent of the gene therapy, cells also were used as biological supports for the production of therapeutic molecules that can act either locally or at distance. This strategy represents the basis of ex vivo gene therapy characterized by the removal of cells from an organism, their genetic modification and their implantation into the same or another individual in a physiologically suitable location. The tissue or biological function damage dictates the type of cells chosen for implantation and the required function of the implanted cells. The general aim of this work was to develop an ex vivo gene therapy approach for the secretion of erythropoietin (Epo) in patients suffering from Epo-responsive anemia, thus extending to humans, studies previously performed with mouse cells transplanted in mice and rats. Considering the potential clinical application, allogeneic primary human cells were chosen for practical and safety reasons. In contrast to autologous cells, the use of allogeneic cells allows to characterize a cell lineage that can be further transplanted in many individuals. Furthermore allogeneic cells avoid the potential risk of zoonosis encountered with xenogeneic cells. Accordingly, the immune reaction against this allogeneic source was prevented by cell macro- encapsulation that prevents cell-to-cell contact with the host immune system and allows to easy retrieve the implanted device. The first step consisted in testing the survival of various human primary cells that were encapsulated and implanted for one month in the subcutaneous tissue of immunocompetent and naturally or therapeutically immunodepressed mice, assuming that xenogeneic applications constitute a stringent and representative screening before human transplantation. A fibroblast lineage from the foreskin of a young donor, DARC 3.1 cells, showed the highest mean survival score. We have then performed studies to optimize the manufacturing procedures of the encapsulation device for successful engraftment. The development of calcifications on the polyvinyl alcohol (PVA) matrix serving as a scaffold for enclosed cells into the hollow fiber devices was reported after one month in vivo. Various parameters, including matrix rinsing solutions, batches of PVA and cell lineages were assessed for their respective role in the development of the phenomenon. We observed that the calcifications could be totally prevented by using ultra-pure sterile water instead of phosphate buffer saline solution in the rinsing procedure of the PVA matrix. Moreover, a higher lactate dehydrogenase activity of the cells was found to decrease calcium depositions due to more acidic microenvironment, inhibiting the calcium precipitation. After the selection of the appropriate cell lineage and the optimization of encapsulation conditions, a retroviral-based approach was applied to DARC 3.1 fibroblasts for the transduction of the human Epo cDNA. Various modifications of the retroviral vector and the infection conditions were performed to obtain clinically relevant levels of human Epo. The insertion of a post-transcriptional regulatory element from the woodchuck hepatitis virus as well as of a Kozak consensus sequence led to a 7.5-fold increase in transgene expression. Human Epo production was further optimized by increasing the multiplicity of infection and by selecting high producer cells allowing to reach 200 IU hEpo/10E6 cells /day. These modified cells were encapsulated and implanted in vivo in the same conditions as previously described. All the mouse strains showed a sustained increase in their hematocrit and a high proportion of viable cells were observed after retrieval of the capsules. Finally, in the perspective of human application, a syngeneic model using encapsulated murine myoblasts transplanted in mice was realized to investigate the roles of both the host immune response and the cells metabolic requirements. Various loading densities and anti-inflammatory as well as immunosuppressive drugs were studied. The results showed that an immune process is responsible of cell death in capsules loaded at high cell density. A supporting matrix of PVA was shown to limit the cell density and to avoid early metabolic cell death, preventing therefore the immune reaction. This study has led to the development of encapsulated cells of human origin producing clinically relevant amounts of human EPO. This work resulted also to the optimization of cell encapsulation technical parameters allowing to begin a clinical application in end-stage renal failure patients. Résumé La thérapie cellulaire s'est imposée comme une stratégie de traitement potentiel pour diverses maladies. Si l'on considère leur morphologie et leur fonction, les cellules peuvent être transplantées dans le but de remplacer une perte tissulaire comme c'est le cas pour les transfusions sanguines ou les greffes de moelle osseuse ou de cellules pancréatiques. Avec le développement de la thérapie génique, les cellules sont également devenues des supports biologiques pour la production de molécules thérapeutiques. Cette stratégie représente le fondement de la thérapie génique ex vivo, caractérisée par le prélèvement de cellules d'un organisme, leur modification génétique et leur implantation dans le même individu ou dans un autre organisme. Le choix du type de cellule et la fonction qu'elle doit remplir pour un traitement spécifique dépend du tissu ou de la fonction biologique atteintes. Le but général de ce travail est de développer .une approche par thérapie génique ex vivo de sécrétion d'érythropoïétine (Epo) chez des patients souffrant d'anémie, prolongeant ainsi des travaux réalisés avec des cellules murines implantées chez des souris et des rats. Dans cette perpective, notre choix s'est porté sur des cellules humaines primaires allogéniques. En effet, contrairement aux cellules autologues, une caractérisation unique de cellules allogéniques peut déboucher sur de nombreuses applications. Par ailleurs, l'emploi de cellules allogéniques permet d'éviter les riques de zoonose que l'on peut rencontrer avec des cellules xénogéniques. Afin de protéger les cellules allogéniques soumises à une réaction immunitaire, leur confinement dans des macro-capsules cylindriques avant leur implantation permet d'éviter leur contact avec les cellules immunitaires de l'hôte, et de les retrouver sans difficulté en cas d'intolérance ou d'effet secondaire. Dans un premier temps, nous avons évalué la survie de différentes lignées cellulaires humaines primaires, une fois encapsulées et implantées dans le tissu sous-cutané de souris, soit immunocompétentes, soit immunodéprimées naturellement ou par l'intermédiaire d'un immunosuppresseur. Ce modèle in vivo correspond à des conditions xénogéniques et représente par conséquent un environnement de loin plus hostile pour les cellules qu'une transplantation allogénique. Une lignée fibroblastique issue du prépuce d'un jeune enfant, nommée DARC 3 .1, a montré une remarquable résistance avec un score de survie moyen le plus élevé parmi les lignées testées. Par la suite, nous nous sommes intéressés aux paramètres intervenant dans la réalisation du système d'implantation afin d'optimaliser les conditions pour une meilleure adaptation des cellules à ce nouvel environnement. En effet, en raison de l'apparition, après un mois in vivo, de calcifications au niveau de la matrice de polyvinyl alcohol (PVA) servant de support aux cellules encapsulées, différents paramètres ont été étudiés, tels que les procédures de fabrication, les lots de PVA ou encore les lignées cellulaires encapsulées, afin de mettre en évidence leur rôle respectif dans la survenue de ce processus. Nous avons montré que l'apparition des calcifications peut être totalement prévenue par l'utilisation d'eau pure au lieu de tampon phosphaté lors du rinçage des matrices de PVA. De plus, nous avons observe qu'un taux de lactate déshydrogénase cellulaire élevé était corrélé avec une diminution des dépôts de calcium au sein de la matrice en raison d'un micro-environnement plus acide inhibant la précipitation du calcium. Après sélection de la lignée cellulaire appropriée et de l'optimisation des conditions d'encapsulation, une modification génétique des fibroblastes DARC 3.1 a été réalisée par une approche rétrovirale, permettant l'insertion de l'ADN du gène de l'Epo dans le génome cellulaire. Diverses modifications, tant au niveau génétique qu'au niveau des conditions d'infection, ont été entreprises afin d'obtenir des taux de sécrétion d'Epo cliniquement appropriés. L'insertion dans la séquence d'ADN d'un élément de régulation post¬transcriptionnelle dérivé du virus de l'hépatite du rongeur (« woodchuck ») ainsi que d'une séquence consensus appelée « Kozak » ont abouti à une augmentation de sécrétion d'Epo 7.5 fois plus importante. De même, l'optimisation de la multiplicité d'infection et la sélection plus drastique des cellules hautement productrices ont permis finalement d'obtenir une sécrétion correspondant à 200 IU d'Epo/10E6 cells/jour. Ces cellules génétiquement modifiées ont été encapsulées et implantées in vivo dans les mêmes conditions que celles décrites plus haut. Toutes les souris transplantées ont montré une augmentation significative de leur hématocrite et une proportion importante de cellules présentait une survie conservée au moment de l'explantation des capsules. Finalement, dans la perspective d'une application humaine, un modèle syngénique a été proposé, basé sur l'implantation de myoblastes murins encapsulés dans des souris, afin d'investiguer les rôles respectifs de la réponse immunitaire du receveur et des besoins métaboliques cellulaires sur leur survie à long terme. Les cellules ont été encapsulées à différentes densités et les animaux transplantés se sont vus administrer des injections de molécules anti-inflammatoires ou immunosuppressives. Les résultats ont démontré qu'une réaction immunologique péri-capsulaire était à la base du rejet cellulaire dans le cas de capsules à haute densité cellulaire. Une matrice de PVA peut limiter cette densité et éviter une mort cellulaire précoce due à une insuffisance métabolique et par conséquent prévenir la réaction immunitaire. Ce travail a permis le développement de cellules encapsulées d'origine humaine sécrétant des taux d'Epo humaine adaptés à des traitements cliniques. De pair avec l'optimalisation des paramètres d'encapsulation, ces résultats ont abouti à l'initiation d'une application clinique destinée à des patients en insuffisance rénale terminale.

Modulation de la réponse immunitaire dans le cerveau par la barrière hémato-encéphalique : implication en sclérose en plaques

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire du système nerveux central (SNC) caractérisée par une infiltration périvasculaire de cellules mononucléaires, telles que les lymphocytes T CD4+ et CD8+, les lymphocytes B ainsi que les cellules myéloïdes qui comprend les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques (DCs). Ce phénomène d’infiltration est dû à une fragilisation de la barrière hémato-encéphalique (BHE). L’entrée des cellules immunitaires au SNC va mener à la destruction de la gaine de myéline et donc à l’apparition de plaques de démyélinisation. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que la migration des divers sous-types de cellules immunitaires du sang périphérique à travers la BHE est contrôlée par des mécanismes moléculaires distincts et spécifiques à chaque type cellulaire. Afin de répondre à cette hypothèse, quatre différentes études ont été mises sur pieds. En premier lieu, nous démontrons un effet bénéfique des statines sur la BHE en SEP, en diminuant la migration des lymphocytes T et des monocytes, et en diminuant la diffusion de marqueurs moléculaire soluble. Ce phénomène s’opère via la suppression du processus d’isoprenylation, et en empêchant probablement la contraction des cellules endothéliales de la BHE. De plus, nous démontrons que les monocytes qui migrent au SNC en condition inflammé sont en mesures de se différencier en DCs et d’induire une réponse inflammatoire de la part des lymphocytes T CD4+. La migration des monocytes à travers la BHE est contrôlée par une nouvelle molécule d’adhérence nommée Ninjurin-1. Le blocage de Ninjurin-1 conduit à une inhibition spécifique de la migration des monocytes in vitro, ainsi qu’à une amélioration des signes cliniques du modèle animal de la SEP, soit l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Finalement, nous démontrons que la migration des lymphocytes T CD8+ au SNC s’effectue via l’intégrine alpha-4. De plus, la majorité des lymphocytes T CD8+ que l’on retrouve dans le liquide céphalo-rachidien de patients SEP, dans le SNC de souris EAE ainsi que dans le SNC de souris infectée au virus de l’hépatite murine portent un phénotype effecteur mémoire. Ces données pourraient expliquer l’émergence de leucoencéphalopathie multifocale progressive observée chez certains patients SEP traités au natalizumab, un anticorps dirigé contre l’intégrine alpha-4. En conclusion, notre étude a permis de démontrer l’importance des monocytes provenant de la périphérie dans le processus inflammatoire prenant part au SNC en SEP. L’inhibition d’entrée de ces cellules pourrait s’avérer bénéfique en SEP tout en permettant l’immuno-surveillance du cerveau, ce que l’anti-alpha-4 intégrine ne permet pas. Les statines pourraient s’avérer une autre option intéressante puisqu’elles agissent sur les processus inflammatoires impliqués dans la SEP.

Rôle du TLR2 dans l’hépatite fulminante induite par le virus de l’hépatite murine

Ce travail examine les mécanismes de l’immunité innée impliqués dans l’hépatite aiguë virale du modèle murin d’infection par le virus de l’hépatite virale murine de type 3 (MHV-3). Afin de déterminer le rôle du TLR2 dans l’aggravation de l’hépatite, des infections avec le virus MHV-3 ont été réalisées in vivo chez des souris C57BL/6 et des souris déficientes pour le gène tlr2 et in vitro dans des macrophages et des hépatocytes infectés avec le virus MHV-3 et le virus moins virulent MHV-A59. Les niveaux de transcription et de traduction des senseurs microbiens, des interférons (IFN) de type I, des cytokines et/ou des chimiokines ont été évalués par qRT-PCR et ELISA. Les cellules ont été traitées avec des petits ARNs interférants (siRNAs) pour le TLR2 et le CEACAM1a ou mises en présence d’inhibiteurs des voies d’endocytose. Les résultats révèlent le rôle stimulateur du TLR2 pour la réplication virale, la production de cytokines pro-inflammatoires IL-6 et TNF-α et des chimiokines CXCL1, CXCL10 et CCL2. Un nouveau mécanisme d’échappement aux senseurs viraux dépendant du TLR2 a également été mis en évidence dans les macrophages et les hépatocytes lors de l’infection de ces cellules avec le virus MHV-3, et non pas avec le virus moins virulent MHV-A59. Ces différents travaux révèlent un nouveau rôle du TLR2 lors d’infections virales dans l'aggravation de la réponse inflammatoire tout en protégeant le virus des autres senseurs de la réponse immune innée.

Rôle des cellules endothéliales dans l’immunité innée précoce induite lors d’infections par des coronavirus murins

Les cellules endothéliales (EC) constituent une première barrière physique à la dissémination de virus pléiotropiques circulant par voie hématogène mais leur contribution à la défense innée anti-virale est peu connue. Des dysfonctions des EC de la barrière hémato-encéphalique (BMEC) et des sinusoïdes hépatiques (LSEC) ont été rapportées dans des neuropathologies et des hépatites aiguës ou chroniques d’origine virale, suggérant que des atteintes à leur intégrité contribuent à la pathogenèse. Les sérotypes de coronavirus de l’hépatite murine (MHV), se différenciant par leur capacité à induire des hépatites et des maladies neurologiques de sévérité variable et/ou leur tropisme pour les EC, représentent des modèles viraux privilégiés pour déterminer les conséquences de l’infection des EC sur la pathogenèse virale. Lors d’infection par voie hématogène, le sérotype MHV3, le plus virulent des MHV, induit une hépatite fulminante, caractérisée par une réponse inflammatoire sévère, et des lésions neurologiques secondaires alors que le sérotype moins virulent, MHV-A59, induit une hépatite modérée sans atteintes secondaires du système nerveux central (SNC). Par ailleurs, le sérotype MHV3, à la différence du MHV-A59, démontre une capacité à stimuler la production de cytokines par la voie TLR2. Les variants atténués du MHV3, les virus 51.6-MHV3 et YAC-MHV3, sont caractérisés par un faible tropisme pour les LSEC et induisent respectivement une hépatite modérée et subclinique. Compte tenu de l’importance des LSEC dans le maintien de la tolérance hépatique et de l’élimination des pathogènes circulants, il a été postulé que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire lors d’infections par les MHV est associée à la réplication virale et à l’altération des propriétés tolérogéniques et vasculaires des LSEC. Les désordres inflammatoires hépatiques pourraient résulter d’une activation différentielle du TLR2, plutôt que des autres TLR et des hélicases, selon les sérotypes. D’autre part, compte tenu du rôle des BMEC dans la prévention des infections du SNC, il a été postulé que l’invasion cérébrale secondaire par les coronavirus est reliée à l’infection des BMEC et le bris subséquent de la barrière hémato-encéphalique (BHE). À l’aide d’infections in vivo et in vitro par les différents sérotypes MHV, chez des souris ou des cultures de BMEC et de LSEC, nous avons démontré, d’une part, que l’infection in vitro des LSEC par le sétotype MHV3, à la différence des variants 51.6- et YAC-MHV3, altérait la production du facteur vasodilatant NO et renversait leur phénotype tolérogénique en favorisant la production de cytokines et de chimiokines inflammatoires. Ces dysfonctions se traduisaient in vivo par une réponse inflammatoire incontrôlée et une dérégulation du recrutement intrahépatique de leucocytes, favorisant la réplication virale et les dommages hépatiques. Nous avons aussi démontré, à l’aide de souris TLR2 KO et de LSEC dont l’expression du TLR2 a été abrogée par des siRNA, que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire induite par le sérotype MHV3, dépendait en partie de l’induction et de l’activation préférentielle du TLR2 par le virus dans le foie. D’autre part, la sévérité de la réplication virale au foie et des désordres dans le recrutement leucocytaire intrahépatique induits par le MHV3, et non par le MHV-A59 et le 51.6-MHV3, corrélaient avec une invasion virale subséquente du SNC, au niveau de la BHE. Nous avons démontré que l’invasion cérébrale du MHV3 était associée à une infection productive des BMEC et l’altération subséquente des protéines de jonctions serrées occludine, VE-cadhérine et ZO-1 se traduisant par une augmentation de la perméabilité de la BHE et l’entrée consécutive du virus dans le cerveau. Dans l’ensemble, les résultats de cette étude mettent en lumière l’importance du maintien de l’intégrité structurale et fonctionnelle des LSEC et des BMEC lors d’infections virales aigües par des MHV afin de limiter les dommages hépatiques associés à l’induction d’une réponse inflammatoire exagérée et de prévenir le passage des virus au cerveau suite à une dissémination par voie hématogène. Ils révèlent en outre un nouveau rôle aggravant pour le TLR2 dans l’évolution de l’hépatite virale aigüe ouvrant la voie à de nouvelles avenues thérapeutiques visant à moduler l’activité inflammatoire du TLR2.

Antiviral effects of antisense morpholino oligomers in murine coronavirus infection models

The recent emergence of novel pathogenic human and animal coronaviruses has highlighted the need for antiviral therapies that are effective against a spectrum of these viruses. We have used several strains of murine hepatitis virus (MHV) in cell culture and in vivo in mouse models to investigate the antiviral characteristics of peptide-conjugated antisense phosphorodiamidate morpholino oligomers (P-PMOs). Ten P-PMOs directed against various target sites in the viral genome were tested in cell culture, and one of these (5TERM), which was complementary to the 5' terminus of the genomic RNA, was effective against six strains of MHV. Further studies were carried out with various arginine-rich peptides conjugated to the 5TERM PMO sequence in order to evaluate efficacy and toxicity and thereby select candidates for in vivo testing. In uninfected mice, prolonged P-PMO treatment did not result in weight loss or detectable histopathologic changes. 5TERM P-PMO treatment reduced viral titers in target organs and protected mice against virus-induced tissue damage. Prophylactic 5TERM P-PMO treatment decreased the amount of weight loss associated with infection under most experimental conditions. Treatment also prolonged survival in two lethal challenge models. In some cases of high-dose viral inoculation followed by delayed treatment, 5TERM P-PMO treatment was not protective and increased morbidity in the treated group, suggesting that P-PMO may cause toxic effects in diseased mice that were not apparent in the uninfected animals. However, the strong antiviral effect observed suggests that with further development, P-PMO may provide an effective therapeutic approach against a broad range of coronavirus infections.

Mechanismen der Aktivierung und Detoxifizierung von Aflatoxin B 1 in verschiedenen Leberzelltypen von Ratten, Mäusen und Waldmurmeltieren

Zusammenfassung: Die Applikation des Mykotoxins Aflatoxin B1 (AFB1) führt in der Ratte zu Lebertumoren hepatozellulären Ursprungs, während bisher keine transformierende Wirkung dieses Mykotoxins auf Kupffer- und Endothelzellen (Nichtparenchymzellen, NPC) nachgewiesen werden konnte. Diese Resistenzmechanismen der NPC gegenüber AFB1 wurden im ersten Teil dieser Arbeit untersucht. AFB1 ist per se inaktiv, wird jedoch durch Verstoffwechselung in den chemisch reaktiven, an DNA bindenden Metaboliten AFB1-8,9-Epoxid überführt. Daneben stellt die enzymatische Hydroxylierung von AFB1 am Kohlenstoff-9a zum Aflatoxin M1 eine Detoxifizierung dar. Durch HPLC-Analyse der AFB1-Metabolite konnte gezeigt werden, daß in Nichtparenchymzellen (NPC) das Verhältnis von 9a-Hydroxylierung zu 8,9-Epoxidierung höher als in Parenchymzellen (PC) ist. Die AFB1-9a-hydroxylase fördert insbesondere in den NPC der Leber die Bildung des weniger gentoxischen Metaboliten AFM1 und konkurriert daher um die Aktivierung von AFB1 zum mutagenen und kanzerogenen 8,9-Epoxid. Dieser metabolische Unterschied scheint also einen Beitrag zur Resistenz der NPC der Leber gegenüber der hepatokanzerogenen Wirkung von AFB1 zu leisten. Da ein Synergismus zwischen der AFB1-Exposition und einer Infektion mit dem Hepatitis B-Virus (HBV) beim Menschen bezüglich des Auftretens von hepatozellulären Karzinomen zu bestehen scheint, wurde im zweiten Teil dieser Arbeit untersucht, ob die metabolische Aktivierung von AFB1 durch eine HBV-Infektion verstärkt wird. In einem Vergleich der Biotransformation von AFB1 mit mikrosomalen Leberfraktionen von transgenen HBV-Mäusen und Kontrollmäusen wurde keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Dagegen wurde bei Virus-infizierten Waldmurmeltieren eine deutlich reduzierte Bildung des AFB1-8,9-Epoxids beobachtet. Es konnte z.T. ein Zusammenhang zwischen den verschiedenen Stadien der Leberschädigung und den Metabolismusraten festgestellt werden, wobei die metabolische Aktivierung mit zunehmender Leberschädigung abzunehmen scheint. Auch hinsichtlich der Aktivitäten verschiedener Cytochrom P450 abhängiger Monooxygenasen wurde eine weitgehende Übereinstimmung mit den durch HPLC ermittelten Metabolitenprofilen des AFB1 beobachtet. Diese Studien mit subzellulären Leberfraktion der transgenen HBV-Mäusen und der Waldmurmeltieren zeigen, daß die Interaktion zwischen Hepatitis und AFB1 nicht mit der verstärkten metabolischer Aktivierung von AFB1 zu erklären ist. TGF-ß1, aus der Gruppe der Cytokine, wird als Mediator bei Entzündungsprozessen in der Leber so z.B. im Verlauf einer Virushepatitis freigesetzt. Aufgrund der besonderen Bedeutung des murinen CYP2A5 (ortholog zum humanen CYP2A6) bei der Aktivierung von AFB1 wurde der Einfluß von TGF-ß1 auf CYP2A5 in Primärkulturen von Maushepatozyten untersucht. Durch Messung der Aktivität der Cumarin-7-hydroxylase sowie durch Bestimmung der Proteinmenge von CYP2A5 mittels Western Blotting konnte zunächst die Induzierbarkeit des CYP2A5-Isoenzyms durch Phenobarbital in kultivierten Hepatozyten der Maus gezeigt werden. Nur bei einer niedrigen TGF-ß1-Konzentration wurde eine leicht erhöhte Expression von CYP2A5 festgestellt, ansonsten führte die Behandlung der kultivierten Maushepatozyten mit TGF-ß1 zu einer dosisabhängigen Verminderung der Expression von CYP2A5.

Sequence of the 1918 pandemic influenza virus nonstructural gene (NS) segment and characterization of recombinant viruses bearing the 1918 NS genes

The influenza A virus pandemic of 1918–1919 resulted in an estimated 20–40 million deaths worldwide. The hemagglutinin and neuraminidase sequences of the 1918 virus were previously determined. We here report the sequence of the A/Brevig Mission/1/18 (H1N1) virus nonstructural (NS) segment encoding two proteins, NS1 and nuclear export protein. Phylogenetically, these genes appear to be close to the common ancestor of subsequent human and classical swine strain NS genes. Recently, the influenza A virus NS1 protein was shown to be a type I IFN antagonist that plays an important role in viral pathogenesis. By using the recently developed technique of generating influenza A viruses entirely from cloned cDNAs, the hypothesis that the 1918 virus NS1 gene played a role in virulence was tested in a mouse model. In a BSL3+ laboratory, viruses were generated that possessed either the 1918 NS1 gene alone or the entire 1918 NS segment in a background of influenza A/WSN/33 (H1N1), a mouse-adapted virus derived from a human influenza strain first isolated in 1933. These 1918 NS viruses replicated well in tissue culture but were attenuated in mice as compared with the isogenic control viruses. This attenuation in mice may be related to the human origin of the 1918 NS1 gene. These results suggest that interaction of the NS1 protein with host-cell factors plays a significant role in viral pathogenesis.

Rôle des cellules endothéliales dans l’immunité innée précoce induite lors d’infections par des coronavirus murins

Les cellules endothéliales (EC) constituent une première barrière physique à la dissémination de virus pléiotropiques circulant par voie hématogène mais leur contribution à la défense innée anti-virale est peu connue. Des dysfonctions des EC de la barrière hémato-encéphalique (BMEC) et des sinusoïdes hépatiques (LSEC) ont été rapportées dans des neuropathologies et des hépatites aiguës ou chroniques d’origine virale, suggérant que des atteintes à leur intégrité contribuent à la pathogenèse. Les sérotypes de coronavirus de l’hépatite murine (MHV), se différenciant par leur capacité à induire des hépatites et des maladies neurologiques de sévérité variable et/ou leur tropisme pour les EC, représentent des modèles viraux privilégiés pour déterminer les conséquences de l’infection des EC sur la pathogenèse virale. Lors d’infection par voie hématogène, le sérotype MHV3, le plus virulent des MHV, induit une hépatite fulminante, caractérisée par une réponse inflammatoire sévère, et des lésions neurologiques secondaires alors que le sérotype moins virulent, MHV-A59, induit une hépatite modérée sans atteintes secondaires du système nerveux central (SNC). Par ailleurs, le sérotype MHV3, à la différence du MHV-A59, démontre une capacité à stimuler la production de cytokines par la voie TLR2. Les variants atténués du MHV3, les virus 51.6-MHV3 et YAC-MHV3, sont caractérisés par un faible tropisme pour les LSEC et induisent respectivement une hépatite modérée et subclinique. Compte tenu de l’importance des LSEC dans le maintien de la tolérance hépatique et de l’élimination des pathogènes circulants, il a été postulé que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire lors d’infections par les MHV est associée à la réplication virale et à l’altération des propriétés tolérogéniques et vasculaires des LSEC. Les désordres inflammatoires hépatiques pourraient résulter d’une activation différentielle du TLR2, plutôt que des autres TLR et des hélicases, selon les sérotypes. D’autre part, compte tenu du rôle des BMEC dans la prévention des infections du SNC, il a été postulé que l’invasion cérébrale secondaire par les coronavirus est reliée à l’infection des BMEC et le bris subséquent de la barrière hémato-encéphalique (BHE). À l’aide d’infections in vivo et in vitro par les différents sérotypes MHV, chez des souris ou des cultures de BMEC et de LSEC, nous avons démontré, d’une part, que l’infection in vitro des LSEC par le sétotype MHV3, à la différence des variants 51.6- et YAC-MHV3, altérait la production du facteur vasodilatant NO et renversait leur phénotype tolérogénique en favorisant la production de cytokines et de chimiokines inflammatoires. Ces dysfonctions se traduisaient in vivo par une réponse inflammatoire incontrôlée et une dérégulation du recrutement intrahépatique de leucocytes, favorisant la réplication virale et les dommages hépatiques. Nous avons aussi démontré, à l’aide de souris TLR2 KO et de LSEC dont l’expression du TLR2 a été abrogée par des siRNA, que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire induite par le sérotype MHV3, dépendait en partie de l’induction et de l’activation préférentielle du TLR2 par le virus dans le foie. D’autre part, la sévérité de la réplication virale au foie et des désordres dans le recrutement leucocytaire intrahépatique induits par le MHV3, et non par le MHV-A59 et le 51.6-MHV3, corrélaient avec une invasion virale subséquente du SNC, au niveau de la BHE. Nous avons démontré que l’invasion cérébrale du MHV3 était associée à une infection productive des BMEC et l’altération subséquente des protéines de jonctions serrées occludine, VE-cadhérine et ZO-1 se traduisant par une augmentation de la perméabilité de la BHE et l’entrée consécutive du virus dans le cerveau. Dans l’ensemble, les résultats de cette étude mettent en lumière l’importance du maintien de l’intégrité structurale et fonctionnelle des LSEC et des BMEC lors d’infections virales aigües par des MHV afin de limiter les dommages hépatiques associés à l’induction d’une réponse inflammatoire exagérée et de prévenir le passage des virus au cerveau suite à une dissémination par voie hématogène. Ils révèlent en outre un nouveau rôle aggravant pour le TLR2 dans l’évolution de l’hépatite virale aigüe ouvrant la voie à de nouvelles avenues thérapeutiques visant à moduler l’activité inflammatoire du TLR2.

The influence of viral genotypes and rejection episodes on the recurrence of hepatitis C after liver transplantation

Purpose. The aim of this study was to report the influence of hepatitis C virus (HCV) genotype and rejection episodes on the outcome of orthotopic liver transplantation (OLT), hepatitis recurrence, and progression to graft cirrhosis after OLT. Methods. Fifty-three patients who all had undergone OLT for end-stage liver cirrhosis were selected for this study. Hepatitis C genotype was determined. Recurrent hepatitis and rejection were diagnosed based on elevated liver function tests and a liver biopsy. Results. The patients were followed up for a mean of 51.9 +/- 34.3 months. The cumulative survival rate was no different in OLT for hepatitis C and OLT for all other liver diseases. After OLT, serum HCV RNA was detected in 93%. Histological recurrence occurred in 85% of all patients. The 1-, 3-, and 5-year recurrence rates were 48%, 77%, and 85%, respectively. Of the 41 patients with recurrent hepatitis C, 4 (10%) had cirrhosis, 18 (44%) had hepatitis with fibrosis, and 91 (46%) had hepatitis without fibrosis at the end of follow-up. A total of 32% of the patients were infected by HCV genotype 1b and 68% by other HCV genotypes. The recurrence rates were significantly higher in patients infected with genotype 1b than in those with other genotypes (p = 0.04). Twenty of 48 patients (42%) experienced acute rejection. There was a strong association between the number of rejection episodes and the incidence of HCV-related cirrhosis (p < 0.01). Conclusion. Our findings showed the genotype 1b to result in a higher recurrence rate after OLT. On the other hand, rejection episodes were associated with a more rapid progression to graft cirrhosis.

MANICURE/PEDICURE TECHNICIANS: BIOSECURITY KNOWLEDGE AND PRACTICES FOR VIRAL HEPATITIS

Objetivo: Investigar o conhecimento e as práticas de biossegurança para hepatites virais de manicures/pedicures. Métodos: Estudo descritivo, transversal, quantitativo, através de questionário, utilizando instrumento de coleta de dados autoaplicado elaborado pelos pesquisadores, contendo dados da população (sexo, idade, tempo de atuação profissional) e conhecimentos básicos sobre transmissão de hepatite e práticas de biossegurança e higiene. Resultados: Entrevistaram-se 96 manicures/pedicures que atuam no Noroeste do Paraná. A maioria das profissionais já ouviu falar da patologia, mas somente 41,7% (n=40) fizeram o exame para detecção do vírus da hepatite; 38,39% (n=77) relataram como via de transmissão o sangue e 31,8% (n=63), a relação sexual. A reutilização de materiais descartáveis foi relatada por 60,4% (n=58); 55,2% (n=53) realizam esterilização de materiais e 27,1% (n=26) não a realizam. Não ficou evidenciada associação significativa entre tempo de profissão e as variáveis utilizadas: ouviu sobre hepatite (p=0,77025), realização de exames (p=0,035476), reutilização de materiais descartáveis (p=0,42691), lavagem de mãos (p=0,32876), uso de luvas descartáveis (p=0,33752) e esterilização de materiais (p=0,84443). Conclusão: As manicures entrevistadas não conhecem as exigências da Vigilância Sanitária no que concerne à prevenção da transmissão de hepatites.