プロトタイプ新世界マンマレナウイルス・タカリベウイルスの逆遺伝学の開発

Development of reverse genetics for the prototype New World mammarenavirus Tacaribe virus.

• Chengjin Ye
• Juan Carlos de la Torre
• Luis Martínez-Sobrido

抄録

新世界マンマレナウイルス タカリベウイルス（TCRV）は、フルーツコウモリ、蚊、ダニから分離されていますが、他のすべての既知の新世界マンマレナウイルスはげっ歯類で維持されています。TCRVはヒトの病気とは関連していませんが、新世界マンマレナウイルスのジュニンウイルス（JUNV）に感染したマーモセットにおいて、アルゼンチン出血熱のような病気を予防することが示されており、アルゼンチン出血熱の治療のための生きたワクチンとしてTCRVの可能性を示しています。TCRVを生ワクチンやワクチンベクターとして実用化するには、TCRVゲノムの遺伝子操作のための逆遺伝学システムを確立することが必要である。本研究では、初めて組換え型(r)TCRVを生成するための逆遺伝学的手法を開発しました。その結果、2つのレポーター遺伝子を発現する3分割型TCRV(r3TCRV)と、2つのウイルスmRNAから1つのレポーター遺伝子を発現する2分割型TCRV(rTCRV/GFP)を野生型(WT)にレスキューすることに成功しました。これらの逆遺伝学的アプローチは、TCRVの生物学を調査するための優れたツールであり、ライブアッテネイトワクチンまたは他のウイルス感染症の治療のためのワクチンベクターとしてのその潜在的な使用を探求するためのものである。特に、我々は、最適なウイルス増殖に必要なウイルスラージ（L）セグメントの非コード間領域（IGR）の39ヌクレオチド（nt）欠失（Δ39）を同定した。したがって、L-IGRにおけるこの39 nt欠失を含むrTCRV（rTCRV/Δ39）は、培養細胞中でウイルス体力の低下を示し、TCRVおよび潜在的に他のマンマレナウイルスを減衰させるアプローチとしてL-IGRにおけるこの欠失を使用して、ライブ減衰ワクチンまたはワクチンベクターとして実施することの可能性を示唆している。今日まで、食品医薬品局（FDA）が承認したワクチンは、ヒトにおける出血熱マンマレナウイルス感染症と闘うためには利用できません。マンマレナウイルス感染症の治療は、リバビリンの適応外使用に限られていますが、これは部分的に効果があり、重大な副作用を伴うものです。Tacaribeウイルス（TCRV）は、新世界のマンマレナウイルスの原型であるが、ヒトでは非病原性であるが、アルゼンチン出血熱の原因物質であるJunínウイルス（JUNV）に対する保護を提供することができ、JUNVおよび潜在的には他のウイルス感染症の治療のための生ワクチンベクターとしてTCRVを使用することの実現可能性を実証している。ここでは、逆遺伝学的アプローチを用いた組換え型(r)TCRVの生成が可能であることを初めて明らかにし、TCRVの生物学的研究への道を開くとともに、マンマレナウイルスや他のウイルス感染症の治療のための生ワクチンやワクチンベクターとしての使用の可能性を示した。

The New World mammarenavirus Tacaribe virus (TCRV) has been isolated from fruit bats, mosquitoes and ticks, whereas all other known New World mammarenaviruses are maintained in rodents. TCRV has not been linked to human disease but it has been shown to protect against Argentine hemorrhagic fever like disease in marmosets infected with the New World mammarenavirus Junín virus (JUNV), indicating the potential of TCRV as a live-attenuated vaccine for the treatment of Argentine hemorrhagic fever. Implementation of TCRV as a live-attenuated vaccine or a vaccine vector would be facilitated by the establishment of reverse genetics systems for the genetic manipulation of the TCRV genome. In this study, we developed, for the first time, reverse genetics approaches for the generation of recombinant (r)TCRV. We successfully rescued a wild-type (WT) rTCRV, a tri-segmented form of TCRV expressing two reporter genes (r3TCRV); and a bi-segmented TCRV expressing a single reporter gene from a bicistronic viral mRNA (rTCRV/GFP). These reverse genetics approaches represent an excellent tool to investigate the biology of TCRV, and to explore its potential use as a live-attenuated vaccine or a vaccine vector for the treatment of other viral infections. Notably, we identified a 39 nucleotide (nt) deletion (Δ39) in the non-coding intergenic region (IGR) of the viral large (L) segment that is required for optimal virus multiplication. Accordingly, a rTCRV containing this 39 nt deletion in the L-IGR (rTCRV/Δ39) exhibited decreased viral fitness in cultured cells, suggesting the feasibility of using this deletion in the L-IGR as an approach to attenuate TCRV, and potentially other mammarenaviruses, for their implementation as live-attenuated vaccines or a vaccine vectors. To date, no Food and Drug Administration (FDA)-approved vaccines are available to combat hemorrhagic fever mammarenavirus infections in humans. Treatment of mammarenavirus infections is limited to the off-label use of ribavirin that is partially effective and associated with significant side effects. Tacaribe virus (TCRV), the prototype member of the New World mammarenaviruses, is non-pathogenic in humans but able to provide protection against Junín virus (JUNV), the causative agent of Argentine hemorrhagic fever, demonstrating the feasibility of using TCRV as a live-attenuated vaccine vector for the treatment of JUNV and potentially, other viral infections. Here we describe, for the first time, the feasibility to generate recombinant (r)TCRV using reverse genetics approaches, which paves the way to study the biology of TCRV and also its potential use as a live-attenuated vaccine or a vaccine vector for the treatment of mammarenavirus and/or other viral infections in humans.

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