The activation of aggresomal pathway in Coxsackievirus B3 infection

Abstract

Aggresomin muodostuminen on yksi solun puolustusmekanismeista, joka pyrkii estämään proteiinien haitallisen aggregoitumisen solulimassa. Aikaisemmat kokeet ovat näyttäneet, että ihmisen enterovirus-infektio aiheuttaa muutoksia vimentiinissä, tyypin III välikokoisessa filamentissa (Turkki et al., julkaisematon data). Nämä muutokset ovat hyvin samankaltaisia aggresomin muodostumisen aikana tapahtuvien muutoksien kanssa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää mahdollisen aggresomin muodostumisreitin aktivoituminen Coxsackievirus B3 (CVB3) -infektiossa, ja hypoteesimme oli, että häkkimäisten vimentiinirakenteiden muodostumisen lisäksi myös muita aggresomin muodostumisreitin aktivoitumiseen yhdistettyjä tapahtumia voidaan havaita CVB3-infektoiduissa soluissa. Lisäksi arvioimme, että aggresomin muodostumisreitin aktivoituminen voi hyödyttää virusinfektiota tai isäntäsolua. Tutkimme työssä näitä aggresomin muodostumiseen liittyviä solumuutoksia infektoiduissa soluissa käyttämällä immunofluoresenssivärjäystekniikoita ja konfokaalimikroskopiaa. Tuloksemme osoittivat, että CVB3-infektio aiheuttaa häkkimäisen vimentiinirakenteen muodostumisen, ja että tämä rakenteellinen muutos vaatii mikrotubuluksia. Infektio aiheuttaa lisäksi suuria rakenteellisia muutoksia solulimakalvostoon ja Golgin laitteeseen, sekä ubikitiinin ja lämpöshokki (Hsp) 70 proteiinin siirtymisen perinukleaariseen tilaan. Tuloksemme viittaavat siihen, että aggresomireitti voi aktivoitua CVB3-infektiossa. Tietojemme mukaan aggresomireitin aktivoitumista ei ole aikaisemmin osoitettu tapahtuvan enterovirusten aiheuttamien infektioiden aikana. Vaikka enteroviruksia on tutkittu kauan, niiden lisääntymiskierron kaikkia eri vaiheita ei tunneta täysin. Tutkimuksemme tulokset tarjoavat uutta tietoa enterovirus-isäntäsolu –vuorovaikutuksista.

Aggresome formation is a cellular defence mechanism that is triggered in order to prevent the accumulation of aggregated proteins in the cytoplasm. It has been previously shown that human enterovirus infection causes changes in vimentin, type III intermediate filament protein (Turkki et al., unpublished data), and these structural changes in vimentin resemble the ones induced during aggresome formation. The aim of this study was to investigate the possible activation of aggresomal pathway during Coxsackievirus B3 (CVB3) infection. The hypothesis was that in addition to a vimentin cage, also other factors of the aggresomal pathway might be involved in viral infection, either for the benefit of the virus or host cell. We investigated these cellular changes by using immunofluorescent techniques and confocal microscope imaging. Our results illustrated that CVB3 infection causes a cage-like vimentin, and this rearrangement is dependent on microtubules. In addition, CVB3 infection was shown to induce major structural changes in the ER and Golgi apparatus, accompanied by the translocation of ubiquitin and Heat shock protein (Hsp) 70 to the perinuclear region. These observations indicated that aggresomal pathway could be involved in CVB3 infection. To our best knowledge, the utilization of aggresomal machinery by enteroviruses has not been shown earlier. Despite the fact that enteroviruses have been under research for a long time, there are still areas of the viral lifecycle that are poorly known. Our findings provide more information about enterovirus-host cell –interactions.