Nulla tenaci invia est via : unraveling herpesvirus mucosal invasion in an ex vivo organ culture

Voor herpesvirussen zoals het bovien herpesvirus 1 (BoHV-1) en 4 (BoHV-4) bij runderen en het humaan herpes simplex virus 1 (HSV-1) en 2 (HSV-2) bij mensen dient de mucosa van het ademhalings-stelsel (respiratoir) en/of het voortplantings-stelsel (genitaal) vaak als voorkeursplaats voor vermeerdering. Vervolgens proberen deze virussen diepere weefsels binnen te dringen, ondanks de aanwezigheid van enkele selectieve gastheerbarrieres zoals de basaalmembraan (BM) onder epithelia. Om succesvol te zijn in hun invasie moeten pathogenen dus beschikken over een aantal mechanismen om deze barrieres te omzeilen. Inzichten in de mucosale invasiemechanismen gebruikt door virussen zijn echter zeer beperkt en het verwerven hiervan vormt dan ook het doel van deze thesis. In een eerste luik werden in vitro mucosa modellen, bestaande uit enerzijds respiratoire mucosale explanten van het rund en anderzijds uit genitale mucosale explanten van het rund en de mens, op punt gezet. Alle ontwikkelde weefsel modellen konden voor minstens 96 uur na opzet in vitro worden aangehouden met nagenoeg geen negatieve effecten op weefselviabiliteit en -morfologie. In een tweede luik werd de kinetiek van virusspreiding nagegaan voor zowel BoHV-1 en BoHV-4 als HSV-1 en HSV-2 in de ontwikkelde modellen voor respectievelijk het rund en de mens. BoHV-1 blijkt zich op een plaquegewijze manier te verspreiden in het respiratoire en genitale epitheel gevolgd door een snelle doorbraak van de BM vanaf 24 uur post-inoculatie (pi). BoHV-4 daarentegen blijkt enkel in staat genitale mucosa te infecteren. In tegenstelling tot BoHV-1, werden er geen BoHV-4 epitheliale plaques geobserveerd op 24 uur pi, deze werden pas vanaf 48 uur pi duidelijk, en meer nog, BoHV-4 epitheliale plaques penetreerden op geen enkel tijdstip de BM. Wel werden er zeldzame individuele geinfecteerde monocyt/macrofaag cellen (CD172a+) gezien, dit zowel in het epitheel als in de lamina propria. Ook voor HSV-1 en HSV-2 werd een plaquegewijze spreiding geobserveerd in zowel endocervix als ectocervix. Vanaf 48h pi werd gezien dat een aantal plaques doorheen de BM penetreerden, zij het subtiel. Tot slot werd de rol van het virale glycoproteinen gE/gI complex in de stromale invasie van BoHV-1 onderzocht. Het effect op replicatiekarakteristieken, zoals invasie doorheen de BM, werd zo nagegaan van enerzijds het volledig uitschakelen van de genen coderend voor gE/gI in het virus zelf en van anderzijds het inhiberen van hun functie door het toevoegen van monoklonale antistoffen die specifiek binden aan gE/gI. Daarnaast werd de lokalisatie onderzocht van zowel wildtype viruspartikels als dat van gE/gI gedeleteerde viruspartikels in basale epitheliale cellen. Virussen die gedeleteerd werden voor gE/gI bleken erg gehinderd te zijn in virale replicatie en spreiding, zowel lateraal als in de diepte. Het toedienen van monoklonale antistoffen, specifiek gericht tegen gE/gI resulteerde enkel in een sterk gereduceerde plaquediepte zonder effect op plaquebreedte of virale replicatie. Wild-type virions bevonden zich eerder basaal en soms lateraal in basale epitheliale cellen, daar waar gE/gI gedeleteerde virions zich eerder op niet-basale zijden bevinden en vaak ook verspreid doorheen de ganse cel. Deze data suggereren een belangrijke rol van het gE/gI complex in BoHV-1 stromale invasie.