Endotelceller, det tynne cellelaget på innsiden av blodkar, kan ha en viktig rolle i virusinfeksjoner. For eksempel er fugleinfluensavirusets evne til å forårsake sykdom tett knyttet til hvorvidt viruset kan infisere endotelceller eller ikke. En rekke virus kan oppformere seg i endotelceller, blant annet hanta, hendra og nipahvirus hos mennesker og blåtungevirus hos drøvtyggere. Av praktiske årsaker har de fleste undersøkelser av samspillet mellom virus og endotelceller blitt gjort i laboratoriedyrkede celler. Dette gjør at vi mangler kunnskap om hva som skjer i infiserte mennesker og dyr. I tillegg forårsaker mange virusinfeksjoner symptomer som blødninger, væskeansamlinger og ukontrollert betennelse, som blant annet skyldes forstyrret karfunksjon.

I dette prosjektet har vi brukt infeksiøs lakseanemivirus (ILA-virus) som modell for å forstå samspillet mellom virus og endotelceller i levende fisk. Vi har tatt prøver fra infiserte fisk og kartlagt hvilke gener som forandrer seg ved virusinfeksjon på enkeltcellenivå, med hovedfokus på endotelceller. Målet har vært å identifisere faktorer som påvirker hvor effektivt viruset kan oppformere seg, hvordan immunsystemet gjenkjenner viruset og hvordan infeksjonen påvirker karfunksjonen hos fisken. Vi har undersøkt ulike stadier av infeksjon og sammenlignet responsen på infeksjon med virus som gir lav og høy dødelighet.

Prosjektet har bekreftet at virusproduksjon i infisert fisk hovedsakelig skjer i karendotel og identifisert to mulige mekanismer som begrenser virusreplikasjon i endotelceller. For det første ødelegger viruset sin egen reseptor når den binder cellen, slik at nye virus ikke kan binde seg. Tapet av reseptor påvirker både endotelceller og røde blodceller og samsvarer med at virusnivået i blod øker. For det andre ser vi at endotel er den celletypen som forandrer genuttrykket mest ved infeksjon. Vi har beskrevet to responsmønstre i disse cellene. Det første samsvarer med høyt uttrykk av virus RNA og representerer responsen i celler som tillater virusreplikasjon. Det andre responsmønsteret kjennetegner en gruppe celler som ikke uttrykker virus RNA, noe som tyder på at det begrenser virusreplikasjon. Denne undergruppen av endotel viser høyt uttrykk av en rekke gener som har blitt vist å beskytte andre celletyper mot infeksjon.

Vi har også kartlagt de forskjellige celletypene som finnes i hodenyre, inkludert undergrupper av endotelceller og immunceller, og hvordan genuttrykket i de hver enkelt celletype forandrer seg ved ILA-virusinfeksjon. Dette prosjektet har satt søkelys på endotelresponsen, men dataene brukes videre i et EU-finansiert prosjekt for å forstå hvordan immuncellene bidrar til fiskens forsvar mot ILA-virus.

Oppsummert har prosjektet gitt økt innsikt i samspillet mellom virus og endotelceller generelt, samt viktig informasjon om oppdrettslaksens respons på virusinfeksjon. Prosjektet har også gitt oss muligheten til å etablere enkeltcellesekvensering på Veterinærinstituttet, som gir mulighet til å belyse komplekse biologiske problemstillinger hos fisk og andre dyr hvor vi ofte mangler verktøy som celletypespesifikke antistoff. 

Publikasjoner

• Destruction of the vascular viral receptor in infectious salmon anaemia provides in vivo evidence of homologous attachment interferenc (14.10.2022)
• Endothelial Cells in Emerging Viral Infections (24.02.2021)

Samarbeidspartner

Wellcome Sanger Institute, UK