Studi Mengungkapkan Sifat Pan-Antiviral dari Protein Plasma Mani Sapi PDC-109

Read Also

Dalam sebuah makalah baru-baru ini yang diterbitkan di Virus, para peneliti mengeksplorasi aktivitas antivirus dari protein plasma mani sapi PDC-109 terhadap berbagai virus mamalia, termasuk severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

Latar belakang

Kontak seksual adalah salah satu cara utama penularan sejumlah besar bakteri dan virus patogen, dan penyakit menular seksual dan infeksi telah menyebabkan kondisi yang parah, dan terkadang mengancam jiwa pada manusia. Mengingat banyaknya virus dalam cairan mani, masuk akal untuk menduga bahwa inang telah mengembangkan tindakan pencegahan terhadap ancaman penyakit menular seksual.

Penelitian telah mengungkapkan bahwa plasma mani mamalia mengandung komponen antivirus seperti protein defensin, clusterin, dan laktoferin, yang dianggap melindungi spermatozoa terhadap virus di dalam saluran genital. Salah satu protein tersebut, PDC-109 (juga disebut BSP-1/2), telah terbukti menghambat infeksi virus influenza.

Selama pembuahan, PDC-109 berikatan dengan fosfolipid yang mengandung kolin pada membran sperma, menghasilkan serangkaian proses yang menyebabkan sperma berhasil mengikat epitel oviduktal. Penghambatan virus influenza oleh PDC-109 dianggap sebagai proses yang serupa, dengan PDC-109 mengikat fosfolipid yang mengandung kolin pada membran sel virus dan target. Kemanjuran PDC-109 terhadap virus mamalia lainnya masih harus dieksplorasi.

Tentang studi

Dalam penelitian ini, tim peneliti menyelidiki tindakan penghambatan PDC-109 menggunakan pseudovirus yang membawa glycoprotein of vesicular stomatitis virus (VSVg) atau spike protein SARS-CoV-2 (VSV*SARS CoV-2). Kedua virus yang tidak berhubungan ini digunakan untuk menguji apakah sifat antivirus dari PDC-109 adalah spesifik patogen atau pan-virus. Penggunaan pseudovirus menghilangkan kebutuhan akan metode keamanan hayati yang ketat dan fasilitas yang terkandung tanpa mengorbankan virus yang menunjukkan entri seluler asli dan proses seluler spesifik patogen lainnya.

Sifat antivirus PCD-109 terhadap VSVg pseudotyped reporter viruses (VSV*DG-fLuc) diuji menggunakan delipidated bull seminal plasma (dSP) yang mengandung PDC-109 dan protein lain, yang mungkin membantu atau menghambat aksi antivirus PDC-109. Para peneliti juga menguji kemampuan PDC-109 untuk mengurangi beban infeksi pada infeksi SARS-CoV-2 hidup.

Flow cytometry digunakan untuk menilai tingkat infeksi dalam sel target transduksi VSV*DG-fLuc. Titer virus SARS-CoV-2 ditentukan menggunakan tes yang mengukur dosis 50% tissue culture infective dose (TCID50).Selain itu, kuantifikasi SARS-CoV-2 dilakukan menggunakan in-cell enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA In-Cell).

Hasil

Hasilnya melaporkan penghambatan pan-viral tergantung dosis yang signifikan oleh PDC-109. Konsentrasi mikromolar yang tinggi dari PDC-109 menghilangkan infeksi VSV*SARS CoV-2, tetapi penerapan PDC-109 yang diperpanjang juga menghasilkan sitotoksisitas yang signifikan. Khususnya, durasi pengobatan PDC-109 selama dua jam atau kurang menghasilkan penekanan virus yang efektif tanpa kerusakan sel yang terdeteksi.

Selain itu, priming dengan PDC-109 tidak menghasilkan penekanan infeksi VSV*SARS CoV-2. Namun, penambahan PDC-109 ke sel yang ditransduksi menyebabkan penekanan infeksi, menunjukkan bahwa tindakan antivirus PDC-109 diberikan hanya selama infeksi virus.

Eksperimen dengan garis sel yang berbeda untuk menguji sitotoksisitas menunjukkan bahwa faktor seluler yang diekspresikan secara berbeda dapat memodulasi efek toksik PDC-109, dan serin protease TMPRSS2 berpotensi mengurangi efek toksik PDC-109 tanpa memodifikasi sifat antivirusnya.

Pada infeksi hidup, PDC-109 menghambat SARS-CoV-2 pada sekitar 50% dari konsentrasi maksimal tanpa mempengaruhi viabilitas sel. Selanjutnya, PDC-109 secara signifikan menekan infeksi VSV*DG-fLuc, dan percobaan dengan dSP memiliki hasil yang serupa, menunjukkan PDC-109 menjadi faktor antivirus yang dominan dalam plasma mani.

Para penulis berspekulasi tentang berbagai mekanisme molekuler yang dapat menjelaskan efek antivirus dari PDC-109. Tidak adanya penekanan virus pada sel-sel dengan dasar PDC-109 menantang hipotesis bahwa PDC-109 menghambat perlekatan virus dengan mengikat virus atau membran sel. Hipotesis lain mengusulkan bahwa interaksi PDC-109 dengan lipid yang mengandung fosforilkolin dalam virus atau membran sel atau domain Fn II dari membran virus dapat berperan dalam aksi antivirusnya. Penghambatan infeksi oleh PDC-109 ketika ditambahkan ke sel transduksi juga menyarankan penekanan replikasi virus hilir.

Kesimpulan

Untuk meringkas, protein plasma mani PDC-109 menunjukkan sifat pan-antiviral yang bergantung pada dosis terhadap virus reporter pseudotyped protein spike VSVg dan SARS-CoV-2. Tindakan penghambatan PDC-109 termasuk pencegahan masuknya virus dan replikasi. Paparan yang diperpanjang mengakibatkan sitotoksisitas, yang dapat dikurangi dengan membatasi durasi pengobatan. Namun, aktivitas antivirus PDC-109 tidak memberikan perlindungan jangka panjang.

Sifat dan mekanisme sitotoksik memerlukan penyelidikan lebih lanjut untuk menjadikan PDC-109 sebagai pilihan pengobatan antivirus yang layak. Selain itu, mekanisme penghambatan PDC-109 juga tidak jelas dan penelitian tambahan diperlukan untuk sepenuhnya memahami bagaimana PDC-109 mengerahkan aktivitas antivirusnya. Mengingat banyaknya komponen plasma mani karena hewan ternak, susu, dan industri peternakan, hasil dari studi ini menunjukkan potensi jalan baru untuk pengembangan obat antivirus dan antibakteri.

Journal reference:

Sperber, H.S., Sutter, K., Müller, K., Müller, P., Schwarzer, R. (2022) The Bovine Seminal Plasma Protein PDC-109 Possesses Pan-Antiviral Activity. Viruses. doi: https://doi.org/10.3390/v14092031 https://www.mdpi.com/1999-4915/14/9/2031