Transcriptomic analysis of differential gene expression reveals an increase in COX2 levels during in vitro canine herpesvirus infection / Análise transcriptômica da expressão gênica diferencial revela um aumento nos níveis de COX2 durante a infecção in vitro por herpesvirus canino

ABSTRACT

ABSTRACT: Canine herpesvirus (CaHV-1) affects canids worldwide, causing death in neonates and immunosuppressed hosts. Acute infection by CaHV-1 can cause reproductive, respiratory, and neurological problems in adult animals. Viral pathogenesis and host genes expressions during of CaHV-1infection are not clearly understood. In the present study, the transcriptome of canine kidney cell Mardin-Darby (MDCK) infected in vitro with canine herpesvirus was explored. For this, RNA sequencing (RNA-seq) of the samples in different moments during infection was carried out. Subsequently, the transcriptomic analysis genes related to cell activities and process involved to viral cycle infection were evaluated until 32h post-inoculation (pi). Among evaluated genes, was verified a significant and gradative increase of the prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (PTGS2) or cyclooxygenase 2 (COX2) gene expression, throughout of infection, though differential gene expression analysis and validated by quantitative reverse transcription PCR (RT-qPCR). High COX2 expression is usually induced in response to inflammation, pathogens or activation of the immune system but can be a viral mechanism to favor viral replication. Thus, COX2 level increase can be a favorable factor for viral infection with Cahv-1 virus and the use of selective COX2 inhibitors may be beneficial for limiting the infection or clinical signs by causing interruption of the viral replication cycle during active infection. Additionally, the regulation genes expression differential verified in this study can contribute to determining important targets for inhibiting canine herpesvirus infection either by cellular or viral mechanisms.

RESUMO

RESUMO: O herpesvírus canino (CaHV-1) afeta os canídeos em todo o mundo, causando morte em neonatos e hospedeiros imunossuprimidos. A infecção aguda por CaHV-1 pode causar problemas reprodutivos, respiratórios e neurológicos em animais adultos. A patogênese viral e expressão de genes hospedeiros durante a infecção por CaHV-1 ainda não são bem compreendidos. No presente estudo, o transcriptoma de células de rim canino Madin-Darby (MDCK) infectadas in vitro com herpesvirus canino foi explorado. Para isso, foi realizado o sequenciamento de RNA (RNA-seq) de amostras coletadas em diferentes momentos durante a infecção. Subsequentemente, a análise transcriptômica dos genes relacionados à atividade celular e aos processos envolvidos no ciclo de infecção do vírus foram avaliadas até 32 horas após a inoculação (pi). Dentre os genes avaliados, constatamos uma elevação significativa e gradativa da expressão da Prostaglandina-endoperoxide sintase 2 (PTGS2) ou ciclooxigenase 2 (COX2), ao longo da infecção viral, foi verificada por análise de expressão gênica diferencial e validada por resultados de transcrição reversa por PCR quantitativo (RT-qPCR). O aumento da expressão de COX2 geralmente é induzida em resposta a inflamação, patógenos ou ativação do sistema imune, mas também pode ser um mecanismo para favorecer a replicação viral. Assim, o aumento do nível de COX2 pode ser um fator favorável à infecção viral pelo vírus CaHV-1 e o uso de inibidores seletivos da COX2 pode ser benéfico para limitar a infecção ou os sinais clínicos, causando a interrupção do ciclo de replicação viral durante a infecção ativa. Além disso, a regulação diferencial da expressão dos genes verificados neste estudo podem contribuir para determinar alvos importantes para inibir a infecção por herpesvírus canino, seja por mecanismos celulares ou virais.