Wirusowe zapalenie wątroby typu E jest dość niedocenianą chorobą, której częstość występowania wzrasta na całym świecie. Około 20 milionów zakażeń powoduje ponad 70 000 zgonów rocznie1. Czynnik podstawowy, wirus zapalenia wątroby typu E (HEV), został niedawno ponownie przypisany i jest obecnie klasyfikowany w rodzinie Hepeviridae, w tym w rodzajach Orthohepevirus i Piscihepevirus. HEV różnego pochodzenia są klasyfikowane w gatunku Orthohepevirus A-D, w tym izolaty od ludzi, świń, królików, szczurów, ptaków i innych ssaków2. Obecnie zidentyfikowano osiem różnych genotypów (GT) jednoniciowego wirusa RNA zorientowanego pozytywnie2. Chociaż różnią się tożsamością sekwencji, drogami transmisji i dystrybucją geograficzną, ich struktura genomowa jest wysoce konserwatywna. Mówiąc dokładniej, genom HEV o długości 7,2 kbp jest podzielony na 3 główne otwarte ramki odczytu (ORF1-3). Podczas gdy ORF1 koduje wszystkie enzymy potrzebne do pomyślnej replikacji w komórce gospodarza, ORF2 koduje białko kapsydu, a białko ORF3 działa jako funkcjonalny kanał jonowy wymagany do składania i uwalniania zakaźnych cząstek3. Po uwolnieniu do podstawnego lub wierzchołkowego światła HEV występuje zarówno u gatunków quasi-otoczonych, jak i nieotoczkowych/nagich, w zależności od tego, czy wirus pochodzi odpowiednio z krwi czy kału4,5.
Podczas gdy GT1 i GT2 występują głównie w krajach rozwijających się, zakażając wyłącznie ludzi6 drogą fekalno-oralną, GT3, GT4 i GT7 występują głównie w krajach rozwiniętych1,7 z różnymi gatunkami służącymi jako rezerwuary, np. świnie8, rat9, chicken10,11, jeleń12, mongoose13, bat14, rabbit15,16, dzik17 i wiele innych7,18,19, dostarczając dowodów na zoonozę7,20,21,22. Oprócz nieodpowiednich warunków sanitarnych23 i skażone produkty spożywcze12,24,25,26, możliwa jest również transfuzja krwi i przeszczepy narządów27,28. HEV jest częstą przyczyną marskości wątroby i niewydolności wątroby29, szczególnie u pacjentów z wcześniej istniejącą chorobą wątroby, osób z obniżoną odpornością (genotyp 3, 4 i 7) oraz kobiet w ciąży (genotyp 1). Warto zauważyć, że istnieją również objawy pozawątrobowe, takie jak choroba układu krwiotwórczego30,31,32, zaburzenia neurologiczne33 i uszkodzenie nerek34.
Do tej pory, lek off-label ribavirin (RBV) jest leczeniem z wyboru dla wielu zakażonych pacjentów35,36. Zgłaszano jednak przypadki niepowodzenia leczenia i złych długoterminowych wyników klinicznych. Niepowodzenie leczenia wiąże się z mutagenezą wirusową i zwiększoną heterogenicznością wirusa u pacjentów przewlekle zakażonych37,38,39. Wręcz przeciwnie, niedawne europejskie retrospektywne badanie wieloośrodkowe nie było w stanie skorelować mutacji polimerazy z niepowodzeniem leczenia RBV40. W obserwacjach klinicznych i eksperymentach in vitro interferon41,42,43, sofosbuvir44,45, sole46 oraz silvestrol47,48 wykazały również działanie przeciwwirusowe. Niemniej jednak nadal nie znaleziono konkretnego leczenia HEV, co jest utrudnione ze względu na brak wiedzy na temat cyklu życiowego HEV i jego patogenezy. Dlatego pilnie potrzebny jest solidny system hodowli komórkowych do badań wirusologicznych i opracowywania nowych leków przeciwwirusowych49.
Niestety, podobnie jak inne wirusy zapalenia wątroby, HEV jest trudny do rozprzestrzeniania się w konwencjonalnych liniach komórkowych i zazwyczaj postępuje bardzo powoli, prowadząc do niskiego poziomu wiremii. Niemniej jednak niektóre grupy były w stanie zwiększyć miano wirusa poprzez generowanie subklonów linii komórkowych50 lub dostosowanie suplementów pożywki51. Niedawne generowanie klonów cDNA52 i adaptacja pierwotnych izolacji pacjentów przez pasażowanie53,54 jeszcze bardziej poprawiło propagację HEV w hodowli komórkowej55. W tym protokole wykorzystaliśmy genom szczepu Kernow-C1 przystosowanego do hodowli komórkowej (określanego jako p6_WT)54 oraz zmutowanego szczepu zawierającego mutację zwiększającą replikację (określaną jako p6_G1634R)37. Kernow-C1 jest najczęściej stosowanym szczepem w hodowli komórek HEV i jest zdolny do wytwarzania wysokiego miana wirusa. Oceniając liczbę kopii wirusowego RNA, replikację HEV można monitorować in vitro. Niemniej jednak techniki te nie pozwalają na ocenę liczby wytwarzanych cząstek zakaźnych. Dlatego ustaliliśmy barwienie immunofluorescencyjne w celu określenia jednostek tworzących ognisko (FFU/ml).
Opisana tutaj metoda56 może być używana do produkcji pełnowymiarowych zakaźnych cząsteczek wirusowych, które są zdolne do infekowania różnych typów komórek różnego pochodzenia, w tym komórek pierwotnych i linii komórkowych ssaków. Jest to podstawowy warunek wstępny do rozszyfrowania ważnych aspektów infekcji HEV i tropizmu. Nie ma potrzeby szczepienia zwykle ograniczoną liczbą izolatów pacjentów. Produkcja zakaźnych cząstek HEV z plazmidów stanowi nieskończone źródło, co sprawia, że protokół ten jest porównywalnie wydajny. Ponadto system ten może być wykorzystywany do genetyki odwrotnej, umożliwiając badanie zidentyfikowanych in vivo zmian w genomie i ich wpływu na replikację i dopasowanie HEV. Technika ta pokonuje wiele ograniczeń i może utorować drogę do opracowywania leków, badań mutagenezy i oceny interakcji wirus-gospodarz, takich jak czynniki ograniczające lub wchodzące.