El análisis del transcriptoma unicelular de células mieloides derivadas de células madre CD34 + identifica una población similar a la UFC-GEMM permisiva a la infección por citomegalovirus humano

RESUMEN

Las células mieloides son sitios importantes de infección lítica y latente por citomegalovirus humano (CMV). Anteriormente, demostramos que solo un pequeño subconjunto de células mieloides diferenciadas de las células madre hematopoyéticas CD34 + es permisivo a la replicación del CMV, lo que subraya la naturaleza heterogénea de estas poblaciones. La identidad exacta de los tipos de células susceptibles y resistentes, y las características celulares que caracterizan a las células permisivas, sin embargo, no se podían diseccionar utilizando herramientas de análisis transcripcional de promedio, como microarrays y, por lo tanto, seguían siendo enigmáticas. Aquí, perfilamos los transcriptomas de 7 7000 células individuales en el primer día después de la infección utilizando la plataforma de genómica 10 VECES. Mostramos que las transcripciones virales son detectables en la mayoría de las células, lo que sugiere que es poco probable que la entrada de viriones sea el objetivo principal de los mecanismos de restricción celular. Además, mostramos que la replicación viral ocurre en un subgrupo pequeño pero específico de células relacionadas transcripcionalmente con, y probablemente derivadas de, un grupo de células que expresan marcadores de Unidades Formadoras de Colonias: progenitores oligopotentes de Granulocitos, Eritrocitos, Monocitos y Megacariocitos (UFC-GEMM). En comparación con el resto de la población, las células CFU-GEMM se enriquecen en transcripciones con funciones en la producción de energía mitocondrial, la proliferación celular, el procesamiento de ARN y la síntesis de proteínas, y expresan niveles similares o más altos de genes relacionados con el interferón. Mientras que los niveles de expresión de los primeros se mantienen en las células infectadas, los segundos están fuertemente regulados. Por lo tanto, proponemos que la infección preferencial de las células UFC-GEMM puede deberse a la presencia de un entorno pro-viral preestablecido, que requiere esfuerzos mínimos de optimización de los efectores virales, en lugar de a la ausencia de factores de restricción específicos. En conjunto, estos hallazgos identifican una población potencialmente nueva de células mieloides susceptibles a la replicación del CMV y proporcionan una posible justificación de su infección preferencial.

RESUMEN DEL AUTOR Las células mieloides, como los monocitos y las células dendríticas, son objetivos críticos de la infección por CMV. Para identificar los factores celulares que confieren susceptibilidad o resistencia a la infección, perfilamos los transcriptomas de 7 7,000 células individuales de una población de células mieloides semi-permisivas infectadas con CMV. Encontramos que los ARN virales son detectables en la mayoría de las células, pero que la marcada expresión de genes líticos del CMV ocurre solo en un pequeño subconjunto de células relacionadas transcripcionalmente con un grupo de progenitores UFC-GEMM que expresan cantidades similares de transcripciones que codifican factores antivirales relacionados con el interferón como el resto de la población, pero niveles más altos de transcripciones que codifican proteínas necesarias para la producción de energía, ARN y proteínas. Por lo tanto, concluimos que la infección preferencial de las células UFC-GEMM podría deberse a la presencia preexistente de un entorno intracelular propicio para el inicio de la infección, en lugar de a la ausencia de factores antivirales que restrinjan la entrada viral o la expresión génica inicial. En conjunto, estos hallazgos revelan un nuevo tipo de células mieloides potencialmente permisivas a la infección por CMV, amplían nuestra comprensión de los requisitos celulares para iniciar con éxito la infección por CMV y proporcionan nuevos genes pro y antivirales candidatos para futuros análisis e intervenciones terapéuticas.

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