L’analyse du transcriptome unicellulaire de cellules myéloïdes dérivées de cellules souches CD34+ identifie une population de type CFU-GEMM permissive à l’infection à cytomégalovirus humain

RÉSUMÉ

Les cellules myéloïdes sont des sites importants d’infection lytique et latente par le cytomégalovirus humain (CMV). Nous avons précédemment montré que seul un petit sous-ensemble de cellules myéloïdes différenciées des cellules souches hématopoïétiques CD34+ est permissif à la réplication du CMV, soulignant la nature hétérogène de ces populations. Cependant, l’identité exacte des types de cellules sensibles et résistantes et les caractéristiques cellulaires caractérisant les cellules permissives n’ont pas pu être disséquées à l’aide d’outils d’analyse transcriptionnelle de moyenne tels que les puces à puces et, par conséquent, sont restées énigmatiques. Ici, nous profilons les transcriptomes de cellules individuelles de 7000 ∼ au premier jour après l’infection à l’aide de la plateforme de génomique 10X. Nous montrons que les transcriptions virales sont détectables dans la majorité des cellules, ce qui suggère qu’il est peu probable que l’entrée de virion soit la cible principale des mécanismes de restriction cellulaire. Nous montrons en outre que la réplication virale se produit dans un sous-groupe de cellules petit mais spécifique lié transcriptionnellement à, et probablement dérivé d’un groupe de cellules exprimant des marqueurs de l’Unité formant Colonie – Granulocyte, Érythrocyte, Monocyte, Mégacaryocyte (CFU-GEMM) progéniteurs oligopotents. Par rapport au reste de la population, les cellules CFU-GEMM sont enrichies en transcrits avec des fonctions dans la production d’énergie mitochondriale, la prolifération cellulaire, le traitement de l’ARN et la synthèse des protéines, et expriment des niveaux similaires ou supérieurs de gènes liés à l’interféron. Alors que les niveaux d’expression des premiers sont maintenus dans les cellules infectées, les seconds sont fortement régulés à la baisse. Nous proposons ainsi que l’infection préférentielle des cellules CFU-GEMM puisse être due à la présence d’un environnement pro-viral préétabli, nécessitant des efforts d’optimisation minimes de la part des effecteurs viraux, plutôt qu’à l’absence de facteurs de restriction spécifiques. Ensemble, ces résultats identifient une population potentiellement nouvelle de cellules myéloïdes sensibles à la réplication du CMV et fournissent une justification possible de leur infection préférentielle.

RÉSUMÉ DE L’AUTEUR Les cellules myéloïdes telles que les monocytes et les cellules dendritiques sont des cibles critiques de l’infection par le CMV. Pour identifier les facteurs cellulaires qui confèrent une susceptibilité ou une résistance à l’infection, nous avons profilé les transcriptomes de cellules individuelles de 7 000 ∼ provenant d’une population de cellules myéloïdes semi-permissives infectées par le CMV. Nous avons constaté que les ARN viraux sont détectables dans la majorité des cellules, mais que l’expression marquée des gènes lytiques du CMV ne se produit que dans un petit sous-ensemble de cellules liées transcriptionnellement à un groupe de progéniteurs CFU-GEMM qui expriment des quantités similaires de transcrits codant pour des facteurs antiviraux liés à l’interféron que le reste de la population, mais des niveaux plus élevés de transcrits codant pour les protéines nécessaires à la production d’énergie, d’ARN et de protéines. Nous concluons ainsi que l’infection préférentielle des cellules CFU-GEMM pourrait être due à la présence préexistante d’un environnement intracellulaire propice à l’apparition de l’infection, plutôt qu’à l’absence de facteurs antiviraux restreignant l’entrée virale ou l’expression génique initiale. Ensemble, ces résultats révèlent un nouveau type de cellules myéloïdes potentiellement permissives à l’infection par le CMV, élargissent notre compréhension des exigences cellulaires pour une initiation réussie de l’infection par le CMV et fournissent de nouveaux gènes candidats pro et anti-viraux pour de futures analyses et interventions thérapeutiques.

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