Atomic force microscopic investigation of respiratory syncytial virus infection in HEp‐2 cells

Abstract

Summary Respiratory syncytial virus (RSV) primarily causes bronchiolitis and pneumonia in infants. In spite of intense research, no safe and effective vaccine has been developed yet. For understanding its pathogenesis and development of anti-RSV drugs/therapeutics, it is indispensable to study the RSV–host interaction. Although, there are limited studies using electron microscopy to elucidate the infection process of RSV, to our knowledge, no study has reported the morphological impact of RSV infection using atomic force microscopy. We report the cytoplasmic and nuclear changes in human epidermoid cell line type 2 using atomic force microscopy. Human epidermoid cell line type 2 cells, grown on cover slips, were infected with RSV and fixed after various time periods, processed and observed for morphological changes using atomic force microscopy. RSV infected cells showed loss of membrane integrity, with degeneration in the cellular content and cytoskeleton. Nuclear membrane was disintegrated and nuclear volume was decreased. The chromatin of the RSV infected cells was condensed, progressing towards degeneration via pyknosis and apoptosis. Membrane protrusions of ~150–200 nm diameter were observed on RSV infected cells after 6 h, suggestive of prospective RSV budding sites. To our knowledge, this is the first study of RSV infection process using atomic force microscopy. Such morphological studies could help explore viral infection process aiding the development of anti-RSV therapies.

Screening and pharmacodynamic evaluation of the antirespiratory syncytial virus activity of steroidal pyridine compounds in vitro and in vivo

“…When Hep-2 cells were grown to 80% confluence, they were washed three times with phosphate buffer and infected with virus stock solution at 37°C in 5% CO 2 for 2 h. 12 The culture was then continued in 2% FBS medium and was harvested when 80% of cells showed a cytopathic effect. TCID 50 of the viral suspension was measured by infecting the cells with viral homogenate diluted from 10 −1 to 10 −8 .…”

A Study of the Ultrastructure of the Surface of the Transplantable Line Vero Cells Infected With the Rabies Virus (Rabv, Lissavirus, Rhabdoviridae)

“…Из указанной вируссодержащей жидкости готовили серию десятикратных разведений на питательной среде Игла МЕМ с 10% содержанием сыворотки ние значений шероховатости связано с выходом вируса из клетки и разрушением мембраны. В аналогичных исследованиях, посвященных изучению взаимодействия вирусов с клетками методами АСМ, также зарегистрированы различные изменения в морфологии мембраны [8][9][10][11][12], в том числе факт увеличения ее шероховатости [10,11]. При этом М. Moloney и соавт.…”

“…Наибольшие разведения, при которых обнаруживали фицированной клетки, по-видимому, связано с изменением структуры клеточной мембраны и как следствие с нарушением водно-солевого обмена. Увеличение размеров клетки также может быть обусловлено изменениями строения цитоскелета, нарушением цикла деления клетки, накоплением и выходом вирусных частиц [9,12].…”

“…Более полную характеристику взаимодействия вируса с клеткой позволяют получить методы атомно-силовой микроскопии (АСМ), которые в последние годы находят все большее применение для изучения поверхностной структуры микрообъектов: бактерий [5][6][7], вирусов и эукариотических клеток [8][9][10][11][12]. Эта технология дает возможность изучить процессы, происходящие на поверхности микрообъектов (экспрессию биомолекул, адгезивные свойства, упругость и шероховатость) при различных условиях, а также оценить и описать изменение морфофункциональных характеристик микрообъекта в целом в зависимости от влияния различных условий (изменение pH, температуры, присутствие антибиотиков и т.…”

“…[5,7]. Методы АСМ широко используются для изучения процессов взаимодействия вирусов как с эукариотическими, так и с прокариотическими клетками [6,[8][9][10][11][12].…”