actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems10.29413/ABS.2018-3.4.8actabiomedica-649Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯ И ВИРУСОЛОГИЯMICROBIOLOGY AND VIRUSOLOGYДИНАМИКА РАЗМНОЖЕНИЯ ШТАММОВ ОРТОХАНТАВИРУСА HANTAAN НА МОДЕЛИ МЫШИНЫХ ПЕРИТОНЕАЛЬНЫХ МАКРОФАГОВTHE DYNAMICS OF ORTHOHANTAVIRUS HANTAAN STRAINS REPLICATION ON THE MODEL OF MOUSE PERITONEAL MACROPHAGEShttps://orcid.org/0000-0002-1235-4960ПоттА. Б.PottA. B.

690087, г. Владивосток, ул. Сельская, 1, Россия

младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии, аспирант, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.П. Сомова» 

тел. (4232) 44-18-88

ul. Selskaya 1, Vladivostok 690087, Russian Federation

Junior Research Officer at the Laboratory of Experimental Virology, Postgraduate, Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology

tel. (4232) 44-18-88

pott_a.b@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6723-582XИунихинаО. В.IunikhinaO. V.

690087, г. Владивосток, ул. Сельская, 1, Россия

кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова»  

ul. Selskaya 1, Vladivostok 690087, Russian Federation

Candidate of Medical Sciences, Research Officer at the Laboratory of Experimental Virology, Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology

olga_iun@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5290-3864ЛяпунИ. Н.LyapunI. N.

690087, г. Владивосток, ул. Сельская, 1, Россия

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии и гистопатологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова»

ul. Selskaya 1, Vladivostok 690087, Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Research Officer at the Laboratory of Molecular Microbiology, Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology

irina-lyapun@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7315-6119КомпанецГ. Г.KompanetsG. G.

690087, г. Владивосток, ул. Сельская, 1, Россия

690922, Приморский край, о. Русский, п. Аякс, Россия

кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова»

ul. Selskaya 1, Vladivostok 690087, Russian Federation

pos. Ajax, Russky Island, Vladivostok 690922, Russian Federation

Candidate of Medical Sciences, Leading Research Officer at the Laboratory of Experimental Virology, Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology

galkom@inbox.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.П. Сомова»Somov Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.П. Сомова» Дальневосточный федеральный университет, Школа биомедициныSomov Research Institute of Epidemiology and Microbiology Far Eastern Federal University, School of Biomedicine201828072018344752Copyright © Потт А.Б., Иунихина О.В., Ляпун И.Н., Компанец Г.Г., 20182018Потт А.Б., Иунихина О.В., Ляпун И.Н., Компанец Г.Г.Pott A.B., Iunikhina O.V., Lyapun I.N., Kompanets G.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/649

Ортохантавирусы (род Orthohantavirus, семейство Hantaviridae) – возбудители широко распространённой в Российской Федерации природно-очаговой инфекции, геморрагической  лихорадки с почечным синдромом (ГЛПC). Важную роль в персистенции ортохантавирусa у  резервуарных хозяев среди прочих иммунологических реакций, а также в распространении  вируса в организме зараженного человека играют инфицированные макрофаги, которые, наряду с эндотелием сосудов, являются основными мишенями для ортохантавирусов.

Цель настоящей работы состояла в изучении особенности репликации штаммов ортохантавируса Hantaan, выделенных от мышей рода Аpodemus и влияния разной  множественности заражения на динамику размножения ортохантавирусов на культуре клеток.

Материалы и методы

Материалы и методы. В работе использовали 4 штамма ортохантавируса Hantaan, выделенных от A. agrarius (n = 2) и A. peninsulae (n = 2), отловленных в разных районах  Приморского края. В качестве модели использовали первичную культуру перитонеальных  мышиных макрофагов, которую заражали с различной множественностью заражения (от 10  до 0,1). Оценку инфицированности проводили с помощью непрямого метода  флюоресцирующих антител, выражая результаты, как долю антиген-содержащих клеток  среди всех клеток в поле зрения.

Результаты

Результаты. Общая динамика ортохантавирусной инфекции на этой модели характеризовалась цикличностью, проявляющейся в увеличении доли антигенпозитивных  клеток через 2, 4, 6 и 8 часов после инфицирования. Размножение штаммов, выделенных от  A. agrarius, было более интенсивным по сравнению со штаммами, изолированными от A.  peninsulae, через 4 часа после заражения при одинаковой множественности заражения доля антигенпозитивных клеток была статистически значимо выше: 24,9 ± 2,38 % vs 15,2 ± 1,87  % (t = 3,20; p = 0,001414). Кроме того, при уменьшении множественности заражения  закономерно снижалась интенсивность репликации.

Заключение

Заключение. Полученные результаты демонстрируют выраженную фенотипическую неоднородность штаммов ортохантавируса, изолированных от A. agrarius и A. peninsulae,  проявляющуюся различной динамикой репликации на культуре мышиных перитонеальных макрофагов.

Orthohantaviruses (Orthohantavirus genus, Hantaviridae family) are the causative agents of a widespread natural focal infection in the  Russian Federation, hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS).  An important role in the persistence of orthohantavirus in reservoir  hosts among other immunological responses, as well as in the  spread of the virus in the infected organism, is played by infected  macrophages, which, along with the vascular endothelium, are the main targets for orthohantaviruses.

The aim of our study was to investigate the characteristics of replication of orthohantavirus Hantaan strains isolated from  Apodemus mice and detect the influence of different values of  multiplicity of infection (MOI) on replication dynamics of orthohantaviruses on cell culture.

Materials and methods

Materials and methods. We used 4 strains of Hantaan virus, isolated from A. agrarius (n = 2) and A. peninsulae (n = 2), captured in the different areas of Primorsky Krai of Russia. The  modeling of infection was performed on the primary cell culture of  mouse peritoneal macrophages with different MOI (from 10 to 0.1).  The assessing of infection was conducted via indirect fluorescent  antibody assay, and results were expressed as rate of antigen- positive cells per all cells in the field of vision. 

Results

Results. Common dynamics of orthohantavirus infection on this in vitro model was characterized by periodically increased rates of  infected cells after 2, 4, 6 и 8 hours post infection (p.i.). Replication  of A. agrarius-borne strains was more intensive compare with  viruses, isolated from A. peninsulae, in the time point 4 hour p.i. on  the background the same MOI the statistically significant difference  of rate of antigen-positive cell 24.9 ± 2.38 % vs 15.2 ± 1.87 % (t =  3.20; p = 0.001414) was observed. Additionally, the decrease of MOI was followed by determined decrease of replication effectivity.

Conclusion

Conclusion. The results of our study showed the significant phenotyping heterogeneity of orthohantavirus Hantaan strains,  isolated from Apodemus mice, resulting in different rates of  replication in the culture of mouse peritoneal macrophages.

ортохантавирусмышиные перитонеальные макрофагикультура клетокмножественность инфицированияorthohantavirusmouse peritoneal macrophagescell culturemultiplicity of infectionReferencesАдамс Р. Методы культуры клеток для биохимиков. – М.: Мир, 1983. – 264 с. Adams R. (1983). Methods of cell culture for biochemists [Metody kul’tury kletok dlya biokhimikov]. Moskva, 264 p.Адамс Р. Методы культуры клеток для биохимиков. – М.: Мир, 1983. – 264 с. Adams R. (1983). Methods of cell culture for biochemists [Metody kul’tury kletok dlya biokhimikov]. Moskva, 264 p.Ляпун И.Н., Плехова Н.Г., Компанец Г.Г., Смирнов И.С., Сомова Л.М. Морфофункциональная характеристика нейтрофилов, заражённых хантавирусом // Бюл. СО РАМН. – 2013. – Т. 33, № 2. – С. 26–32. Lyapun IN, Plekhova NG, Kompanets GG, Smirnov IS, Somova LM. (2013). Morphofunctional characteristics of neutrophils infected with hantavirus [Morfofunktsional’naya kharakteristika neytrofilov, zarazhennykh khantavirusom]. Byul. SO RAMN, 33 (2), 26-33.Ляпун И.Н., Плехова Н.Г., Компанец Г.Г., Смирнов И.С., Сомова Л.М. Морфофункциональная характеристика нейтрофилов, заражённых хантавирусом // Бюл. СО РАМН. – 2013. – Т. 33, № 2. – С. 26–32. Lyapun IN, Plekhova NG, Kompanets GG, Smirnov IS, Somova LM. (2013). Morphofunctional characteristics of neutrophils infected with hantavirus [Morfofunktsional’naya kharakteristika neytrofilov, zarazhennykh khantavirusom]. Byul. SO RAMN, 33 (2), 26-33.Компанец Г.Г., Иунихина О.В., Потт А.Б. Антигенные характеристики штаммов ортохантавирусов, выделенных от мышей семейства Аpodemus // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 12 (1). – С. 108– 111. Kompanets GG, Iunihina OV, Pott AB. (2017). Antigenic characteristics of strains of orthochantaviruses isolated from mice of the Apodemus family [Antigennye kharakteristiki shtammov ortokhantavirusov, vydelennykh ot myshey semeystva Apodemus]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy, 12 (1), 108-111.Компанец Г.Г., Иунихина О.В., Потт А.Б. Антигенные характеристики штаммов ортохантавирусов, выделенных от мышей семейства Аpodemus // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 12 (1). – С. 108– 111. Kompanets GG, Iunihina OV, Pott AB. (2017). Antigenic characteristics of strains of orthochantaviruses isolated from mice of the Apodemus family [Antigennye kharakteristiki shtammov ortokhantavirusov, vydelennykh ot myshey semeystva Apodemus]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy, 12 (1), 108-111.Плехова Н.Г., Сомова Л.М., Слонова Р.А., Компанец Г.Г., Лукьянова В.В., Якубович Н.В. Метаболическая активность макрофагов, заражённых hantaviruses – возбудителями геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Биохимия. – 2005. – Т. 70, № 9. – С. 1198–1208. Plekhova NG, Somova LM, Slonova RA, Kompanets GG, Luk’yanova VV, Yakubovich NV. (2005). Metabolic activity of macrophages infected with hantaviruses – pathogens of hemorrhagic fever with renal syndrome [Metabolicheskaya aktivnost’ makrofagov, zarazhennykh hantaviruses – vozbuditelyami gemorragicheskoy likhoradki s pochechnym sindromom]. Biokhimiya, 70 (9), 1198-1208.Плехова Н.Г., Сомова Л.М., Слонова Р.А., Компанец Г.Г., Лукьянова В.В., Якубович Н.В. Метаболическая активность макрофагов, заражённых hantaviruses – возбудителями геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Биохимия. – 2005. – Т. 70, № 9. – С. 1198–1208. Plekhova NG, Somova LM, Slonova RA, Kompanets GG, Luk’yanova VV, Yakubovich NV. (2005). Metabolic activity of macrophages infected with hantaviruses – pathogens of hemorrhagic fever with renal syndrome [Metabolicheskaya aktivnost’ makrofagov, zarazhennykh hantaviruses – vozbuditelyami gemorragicheskoy likhoradki s pochechnym sindromom]. Biokhimiya, 70 (9), 1198-1208.Плехова Н.Г., Сомова Л.М., Компанец Г.Г., Слонова Р.А. Роль клеток моноцитарного происхождения в патогенезе хантавирусных инфекций // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2008. – № 2. – С. 32–36. Plekhova NG, Somova LM, Kompanets GG, Slonova RA. (2008). The role of cells of monocytic origin in the pathogenesis of hantavirus infections [Rol’ kletok monotsitarnogo proiskhozhdeniya v patogeneze khantavirusnykh infektsiy]. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal, (2), 32-36.Плехова Н.Г., Сомова Л.М., Компанец Г.Г., Слонова Р.А. Роль клеток моноцитарного происхождения в патогенезе хантавирусных инфекций // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2008. – № 2. – С. 32–36. Plekhova NG, Somova LM, Kompanets GG, Slonova RA. (2008). The role of cells of monocytic origin in the pathogenesis of hantavirus infections [Rol’ kletok monotsitarnogo proiskhozhdeniya v patogeneze khantavirusnykh infektsiy]. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal, (2), 32-36.Потт А.Б., Компанец Г.Г. Изучение вирулентности штаммов геноварианта Amur и ортохантавируса Hantaan // Здоровье. Медицинская экология. Наука. – 2017. – № 5 (72). – С. 82–86. DOI: 10.5281/zenodo.1115481 Pott AB, Kompanets GG. (2017). The study of the virulence of strains of the Amur genovariant and Hantaan orthohantavirus [Izuchenie virulentnosti shtammov genovarianta Amur i ortokhantavirusa Hantaan]. Zdorov’e. Meditsinskaya ekologiya. Nauka, 5 (72), 82-86. DOI: 10.5281/zenodo.1115481Потт А.Б., Компанец Г.Г. Изучение вирулентности штаммов геноварианта Amur и ортохантавируса Hantaan // Здоровье. Медицинская экология. Наука. – 2017. – № 5 (72). – С. 82–86. DOI: 10.5281/zenodo.1115481 Pott AB, Kompanets GG. (2017). The study of the virulence of strains of the Amur genovariant and Hantaan orthohantavirus [Izuchenie virulentnosti shtammov genovarianta Amur i ortokhantavirusa Hantaan]. Zdorov’e. Meditsinskaya ekologiya. Nauka, 5 (72), 82-86. DOI: 10.5281/zenodo.1115481Ткаченко Е.А., Бернштейн А.Д., Дзагурова Т.К., Морозов В.Г., Слонова Р.А., Иванов Л.И., Транквилевский Д.В., Крюгер Д. Актуальные проблемы геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2013. – № 1. – С. 51–58. Tkachenko EA, Bernshtejn AD, Dzagurova TK, Morozov VG, Slonova RA, Ivanov LI, Trankvilevskij DV, Kryuger D. (2013). Actual problems of hemorrhagic fever with renal syndrome [Aktual’nye problemy gemorragicheskoy likhoradki s pochechnym sindromom]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii, (1), 51- 58.Ткаченко Е.А., Бернштейн А.Д., Дзагурова Т.К., Морозов В.Г., Слонова Р.А., Иванов Л.И., Транквилевский Д.В., Крюгер Д. Актуальные проблемы геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2013. – № 1. – С. 51–58. Tkachenko EA, Bernshtejn AD, Dzagurova TK, Morozov VG, Slonova RA, Ivanov LI, Trankvilevskij DV, Kryuger D. (2013). Actual problems of hemorrhagic fever with renal syndrome [Aktual’nye problemy gemorragicheskoy likhoradki s pochechnym sindromom]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii, (1), 51- 58.Adams MJ, Lefkowitz EJ, King AMQ, Harrach B, Harrison RL, Knowles NJ, Kropinski AM, Krupovic M, Kuhn JH, Mushegian AR, Nibert M, Sabanadzovic S, Sanfaçon H, Siddell SG. (2017). Changes to taxonomy and the International Code of Virus Classification and Nomenclature ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses. Arch Virol, 162 (8), 2505-2538. DOI: 10.1007/s00705-017-3358-5Adams MJ, Lefkowitz EJ, King AMQ, Harrach B, Harrison RL, Knowles NJ, Kropinski AM, Krupovic M, Kuhn JH, Mushegian AR, Nibert M, Sabanadzovic S, Sanfaçon H, Siddell SG. (2017). Changes to taxonomy and the International Code of Virus Classification and Nomenclature ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses. Arch Virol, 162 (8), 2505-2538. DOI: 10.1007/s00705-017-3358-5Easterbrook JD, Klein SL. (2008). Immunological mechanisms mediating hantavirus persistence in rodent reservoirs. PLoS Pathog, 4 (11), 1-5. DOI:10.1371/journal.ppat.1000172Easterbrook JD, Klein SL. (2008). Immunological mechanisms mediating hantavirus persistence in rodent reservoirs. PLoS Pathog, 4 (11), 1-5. DOI:10.1371/journal.ppat.1000172Geimonen E, Neff S, Raymond T, Kocer SS, Gavrilovskaya IN, Mackow ER. (2002). Pathogenic and nonpathogenic hantaviruses differentially regulate endothelial cell responses. Proc Natl Acad Sci USA, 99, 13837-13842. DOI: 10.1073/pnas.192298899Geimonen E, Neff S, Raymond T, Kocer SS, Gavrilovskaya IN, Mackow ER. (2002). Pathogenic and nonpathogenic hantaviruses differentially regulate endothelial cell responses. Proc Natl Acad Sci USA, 99, 13837-13842. DOI: 10.1073/pnas.192298899Lee PW, Gibbs CJ, Gajdusek DC, Yanagihara R. (1985). Serotypic classification of hantaviruses by indirect immunofluorescent antibody and plaque reduction neutralization tests. J Clin Microbiol, 22 (6), 940-944.Lee PW, Gibbs CJ, Gajdusek DC, Yanagihara R. (1985). Serotypic classification of hantaviruses by indirect immunofluorescent antibody and plaque reduction neutralization tests. J Clin Microbiol, 22 (6), 940-944.Nagai T, Tanishita O, Takahashi Y, Yamanouchi T, Domae K. (1985). Isolation of hemorrhagic fever with renal syndrome virus from leukocytes of rats and virus- replication in cultures of rat and human macrophages. J Gen Virol, (66), 1271-1278. DOI: 10.1099/0022- 1317-66-6-1271Nagai T, Tanishita O, Takahashi Y, Yamanouchi T, Domae K. (1985). Isolation of hemorrhagic fever with renal syndrome virus from leukocytes of rats and virus- replication in cultures of rat and human macrophages. J Gen Virol, (66), 1271-1278. DOI: 10.1099/0022- 1317-66-6-1271Shin S, Yanagihara R, Song J-W. (2012). Distinct innate immune responses in human macrophages and endothelial cells infected with shrew-borne hantaviruses. Virology, 434 (1), 43-49. DOI: 10 0.1016/j.virol.2012.08.004Shin S, Yanagihara R, Song J-W. (2012). Distinct innate immune responses in human macrophages and endothelial cells infected with shrew-borne hantaviruses. Virology, 434 (1), 43-49. DOI: 10 0.1016/j.virol.2012.08.004Yashina LN, Patrushev NA, Mishin VP, Kuzina II, Safronov PF, Chizhikov VE, Netesov SV, Ivanov LI, Zdanovskaya NI, Slonova RA, Kompanez GG, Schmaljohn C. (2000). Genetic diversity of hantaviruses associated with hemorrhagic fever with renal syndrome in the Far East of Russia. Virus Research, 70 (1-2), 31-44.Yashina LN, Patrushev NA, Mishin VP, Kuzina II, Safronov PF, Chizhikov VE, Netesov SV, Ivanov LI, Zdanovskaya NI, Slonova RA, Kompanez GG, Schmaljohn C. (2000). Genetic diversity of hantaviruses associated with hemorrhagic fever with renal syndrome in the Far East of Russia. Virus Research, 70 (1-2), 31-44.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.