Für den Monat Juni 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an:
 

Marcel E. Friedrich, Dr. Veronica A. Ferrando, Dr. Yvonne Börgeling und Prof. Dr. Stephan Ludwig aus dem Institut für Virologie:

Cell-intrinsic genomic reassortment of pandemic H1N1 2009 and Eurasian avian-like swine influenza viruses results in potentially zoonotic variants

Verónica A. Ferrando; Marcel E. Friedrich; (…); Stephan Ludwig
May 2023 | Emerging Microbes & Infections 12 (1)

 

Begründung der Auswahl:

Influenza-Epidemien beschäftigen und quälen uns nahezu jährlich, alle paar Jahre als Pandemie mit Tausenden. Austausche viraler Genomsegmente - Reassortments - durch Tierpassagen (z.B. Schwein) schaffen durch eine sprunghafte Evolution Herausforderungen unseres Immunsystems und beschleunigen die Virusverbreitung. Diesen Vorgang eines Reassortments haben die Autoren in Lungen-Zellinien des Schweins in vitro modellhaft "nachgeahmt". Dabei wurden genetische Veränderungen identifiziert und charakterisiert, die eine höhere Virus-Fitness und ein mögliches zoonotisches Potential begründen. Das in-vitro-Modell und diese Befunde haben generelle Bedeutung in der Erkenntnis der Virusevolution und damit potentieller Bekämpfungsstrategien zoonotischer Viruserkrankungen.
 

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:

Influenza-A-Viren (IAV), die Erreger der saisonalen Grippe, können in seltenen Fällen auch Pandemien verursachen. Hierbei spielen Zoonosen, die Übertragungen durch nicht-menschliche Wirte, sowie der Austausch von viralen Genomsegmenten eine wichtige Rolle. Die letzte Pandemie fand 2009 statt, nach einer Übertragung von Schweinen auf den Menschen. Trotzdem sind verlässliche Labormodelle für die Analyse der Evolution von IAV in Schweinen bisher kaum verfügbar.

In unser Studie verwendeten wir eine neu generierte Schweinelungenzelllinie, um die Evolution von IAV in vitro zu erforschen. Als Beispielviren nutzten wir das pandemische Virus von 2009 und ein Schweineinfluenzavirus, welche zusammen auch in der Natur durch den Austausch von Genomsegmenten neue IAV-Stämme hervorbringen.

Wir konnten eine Reihe neuer Varianten identifizieren, die genetische Mischungen der beiden Viren sind. Mit diesen Viren infizierten wir aus Patienten entnommenes Lungengewebe und wiesen ein mögliches zoonotisches Potential dieser Varianten nach. Außerdem untersuchten wir verschiedene Mutationen durch Modellierung des potenziellen Einflusses auf die Bindungsaffinität des Hämagluttinins und die Analyse der Aktivität der viralen Polymerase.

Wir stellen in dieser Arbeit ein neues in-vitro-Schweinelungenzellmodell vor, welches für die weitere Erforschung der Evolution von Viren in Schweinen genutzt werden kann. Unsere Erkenntnisse zur genetischen Kompatibilität der verwendeten Virusstämme unterstreichen die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen der Evolution von IAV in Schweinen.

Background and fundamental question of the publication:

Influenza A viruses (IAV) cause seasonal epidemics (“flu”) and occasional pandemics in humans. Zoonoses, the infection of humans from a non-human host, and the exchange of viral genome segments play an important role in the evolution of IAV and the emergence of pandemics. The last pandemic occurred in 2009 after a zoonotic spillover from swine to humans. However, authentical lab models for the evolution of IAV in swine are still rare.

In our study we used a newly generated swine lung cell line to explore the evolution of IAV in vitro. As example viruses, we used the 2009 pandemic virus and a swine influenza virus, which together also give rise to new IAV strains due to exchange of viral genome segments in nature.

We were able to identify a number of new variants that were genetic mixtures of the two used viruses. We infected patient-derived human lung with these viruses and demonstrated a possible zoonotic potential of the new variants.

We also examined various mutations that arose during the course of the study by modelling their potential influence on binding affinity of hemagluttinin and analysis of viral polymerase activity.

In this paper, we present a new in vitro swine lung cell model, which can be used for further research of the evolution of viruses in pigs.

Our findings on the genetic compatibility of the used virus strains underline the need for further investigations into the evolution of IAV in swine.

Die bisherigen ausgezeichneten „Papers of the Month“ finden Sie HIER.