アカゲザルにおける SARS-CoV-2 感染時のサイトカインの役割を調べる研究

Study: IL-10 suppresses T cell expansion while promoting tissue-resident memory cell formation during SARS-CoV-2 infection in rhesus macaques. Image Credit: StudioMolekuul / Shutterstock


bioRxiv* プレプリント サーバーに投稿された最近の研究で、米国の研究者は、免疫細胞応答と炎症の早期調節における 2 つのサイトカイン、インターフェロン-ガンマ (IFN-γ) とインターロイキン-10 (IL-10) の役割を評価しました。アカゲザルにおける重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)感染中。

研究: IL-10 は、アカゲザルの SARS-CoV-2 感染時に組織常駐記憶細胞の形成を促進しながら、T 細胞の増殖を抑制します。 画像著作権: StudioMolekuul / Shutterstock

バックグラウンド

IFNγ は炎症誘発性サイトカインですが、IL-10 は抗炎症性サイトカインです。 これらの 2 つの異なる経路は、2019 年のコロナウイルス病 (COVID-19) の発症時またはその初期段階における炎症と SARS-CoV-2 複製のバランスを決定します。 しかし、SARS-CoV-2 感染中のこれらのサイトカインの重要性についてはほとんど調査されていません。

研究について

本研究では、研究者は非ヒト霊長類 (NPH) モデルを使用して、サイトカイン経路をブロックした後の肺の炎症、ウイルス複製、および SARS-CoV-2 に対する細胞性免疫応答の変化を測定しました。 この研究では、感染後 28 日から 35 日の間に事前に指定されたエンドポイントがありました。

チームは、2.5 歳から 5 歳、体重 3.5 キログラムから 5 キログラムのオスのアカゲザル 5 匹で構成される 3 つの治療グループを作成しました。 彼らは、試験動物を 5 つの波で SARS-CoV-2 に感染させ、各感染波は治療群ごとに 1 匹の動物に感染させました (合計 3 つ)。

研究者らは、in vitro での IL-10 および IFNγ シグナル伝達の定量化に HEK-BlueTM レポーター細胞株を使用しました。 色の変化反応はサイトカイン シグナル伝達の大きさを示し、チームは分光光度計を使用して 650 ナノメートルで定量化しました。 彼らは、f-フルオロデオキシグルコース (FDG)-陽電子放出断層撮影法 (PET)/コンピュータ断層撮影法 (CT) を使用して、感染したマカクの胸部を画像化しました。 彼らは、2日目または6日目に入手した各胸部スキャンで関心のあるボリューム(VOI)または病変を特定説(推定)し、それを位置合わせされたPET / CT画像に転送して、病変のボリュームまたはFDGの取り込みの変化を評価しました。

動物の剖検中、チームは PET/CT では連続しているように見えたが、複数の肺葉の炎症に起因する病変を別々に処理しました。 さらに、彼らは脾臓と横行結腸を含む上腹部、および頭と首をスキャンしました。 これは、扁桃腺と鼻甲介への (18F) FDG の取り込みを決定するのに役立ちました。

最後に、研究者は安楽死させた動物の肺を採取し、気道、鼻甲介、唾液腺、扁桃腺、脾臓、組織、リンパ節を取り付けました。 肺では、彼らは T 細胞の実質局在を評価しましたが、リボ核酸 (RNA) 分離、組織学的分析、およびフローサイトメトリーのための単一細胞調製にはリンパ節組織を使用しました。

調査結果

IFNγ 遮断は反応性リンパ節における胚中心形成を減少させたが、B または T 細胞応答の特徴にはほとんどまたはまったく影響を及ぼさなかった。 研究者らは、たとえあったとしても、骨髄細胞機能に対する IFNγ の影響の可能性を評価しませんでした。 しかし、彼らは、SARS-CoV-2 特異的 T 細胞応答に対する IL-10 の興味深い効果を発見しました。

まず、IL-10 は、循環、下気道、および肺リンパ節におけるウイルス特異的 T 細胞応答の大きさを阻害しました。 増殖マーカーKi-67遺伝子の発現を分析したところ、IL-10はウイルス特異的T細胞のサイクルを延長せず、初期のクローンバースト中にそれらを媒介したことが確認されました。 第二に、IL-10は、おそらく単球を誘発して腫瘍壊死因子ベータの産生を増加させることにより、下気道の粘膜表面でSARS-CoV2特異的T細胞が組織常駐メモリーT(TRM)細胞に分化する速度を促進しました(TGFβ)であり、TRM 細胞の表現型を促進しました。

驚くべきことに、アカゲザルは鼻粘膜でSARS-CoV-2特異的T細胞応答を示さなかった。 実際、IL-10 の遮断により、鼻粘膜の TRM 細胞の数が減少しました。 しかし、マウスでの研究では、鼻粘膜にSARS-CoV-2特異的TRM細胞が検出されています。 研究データは、IFNγの増加がSARS-CoV-2複製の制御の強化につながる可能性を指摘しました。 同様に、粘膜ワクチン接種時に外因性IL-10を提供すると、組織常駐メモリーT細胞の形成が促進される可能性があります。 言い換えれば、研究データは、COVID-19 ワクチン接種のアジュバントとしてこれらのサイトカインを標的とすることに影響を与える可能性があります。 著者らは、研究結果は軽度の COVID-19 の設定に限定されており、IFNγ と IL-10 は重度の COVID-19 の間に異なる機能的役割を果たしている可能性があると警告しました。 COVID-19肺炎のNHPモデルを使用した将来の研究は、免疫介在性肺損傷の細胞および分子メカニズムに光を当てる可能性があります.

結論

研究結果は、IFNγとIL-10の両方のサイトカインが、アカゲザルモデルにおけるSARS-CoV-2複製の制御において重要な役割を果たしていないことを示しました。 IFNγ 遮断は、肺の炎症をある程度軽減しましたが、自然リンパ球、中和抗体、または抗原特異的 T 細胞には影響しませんでした。 一方、IL-10 遮断は一時的に肺の炎症を増加させ、下気道での SARS-CoV-2 特異的 T 細胞の蓄積を抑制し、呼吸器粘膜表面で TRM を促進しました。 これらのサイトカインはウイルス量に実質的な影響を与えなかったため、すべての試験動物の SARS-CoV-2 感染は最終的に回復しました。

*重要なお知らせ

bioRxiv は、査読されていない暫定的な科学レポートを発行しているため、決定的なものと見なしたり、臨床診療/健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱ったりするべきではありません。

ジャーナルの参照:

IL-10 は、アカゲザルの SARS-CoV-2 感染時に組織常駐記憶細胞の形成を促進しながら、T 細胞の増殖を抑制します, Christine E. Nelson, Taylor W. Foreman, Keith D. Kauffman, Shunsuke Sakai, Joel D. Fleegle, Felipe Gomez、NIAID/DIR 結核イメージング プログラム、Cyril Le Nouen、Xueqiao Liu、Tracey L. Burdette、Nicole L. Garza、Bernard AP Lafont、Kelsie Brooks、Cecilia S. Lindestam Arlehamn、Daniela Weiskopf、Alessandro Sette、Heather D. Hickman、 Ursula J. Buchhholz、Reed F. Johnson、Jason M. Brenchley、Laura E. Via、Daniel L. Barber、bioRxiv pre-print 2022、DOI: https://doi.org/10.1101/2022.09.13.507852、https:/ /www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.13.507852v1



Source link