Chimeric rabies viruses for trans-species comparison of lyssavirus glycoprotein ectodomain functions in virus replication and pathogenesis

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 125, 219-227

DOI: 10.2376/0005-9366-125-219

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2012

Publiziert: 05/2012

Summary

The glycoprotein G of lyssaviruses is the major determinant of virus pathogenicity and serves as a target for immunological responses to virus infections. However, assessment of the exact contribution of lyssavirus G proteins to observed differences in the pathogenicity of lyssavirus species is challenging, since the direct comparison of natural lyssaviruses does not allow specific ascription to individual virus proteins or domains. Here we describe the generation and characterization of recombinant rabies viruses (RABV) that express chimeric G proteins comprising of a RABV cytoplasma domain fused to transmembrane and ectodomain G sequences of a virulent RABV (challenge virus standard; CVS-11) or two European bat lyssaviruses (EBLV-1 and EBLV-2). These #147;envelope-switched #148; recombinant viruses were recovered from cDNAs. Similar growth kinetics and protein expression in neuroblastoma cell cultures and successful targeting of primary neurons showed that the chimeric G proteins were able to replace the authentic G protein in a RABV based virus vector. Inoculation of six week old CD-1 mice by the intracranial (i. c.) route of infection further demonstrated that all recombinant viruses were able to spread in the brain and to induce disease. The #147;envelope-switched #148; RABV therefore represent an important tool to further investigate the influence of lyssavirus ectodomains on virus tropism, and pathogenicity.

Zusammenfassung

Das Glykoprotein G von Lyssaviren ist die Hauptdeterminante der viralen Pathogenität und fungiert als Zielstruktur für immunologische Reaktionen auf Virusinfektionen. Die Einschätzung der Beteiligung von Lyssavirus G Proteinen an Unterschieden in der Pathogenität von Lyssavirus-Spezies ist schwierig, da der direkte Vergleich natürlicher Lyssaviren keine Zuordnung zu individuellen Virusproteinen oder Domänen erlaubt. In diesem Artikel beschreiben wir die Herstellung und Charakterisierung von rekombinanten Tollwutviren (Rabies Virus; RABV), die chimäre G Proteine exprimieren, in denen die RABV Zytoplasmadomäne mit den Transmembran- und Ektodomänen aus einem virulenten RABV (challenge virus standard; CVS-11) und aus zwei Europäische Fledermaus Lyssaviren (EBLV-1 und EBLV-2) fusioniert wurde. Diese #132;envelope-switched #147; Viren wurden von rekombinanten cDNAs generiert. Vergleichbare Wachstumskinetiken und Proteinexpression in Neuroblastoma Zellkulturen sowie die Infektion von primären Neuronen zeigten, dass die chimären G Proteine in der Lage sind, das authentische G Protein in einem RABV basierten Virusvektor zu ersetzen. Die intrakraniale Inokulation von sechswöchigen CD-1 Mäusen zeigte weiterhin, dass alle rekombinanten Viren in der Lage waren, sich im Gehirn auszubreiten und Tollwut auszulösen. Die #147;envelope-switched #148; RABV stellen damit wichtige Werkzeuge für die weitergehende Erforschung des Einflusses von Lyssavirus Ektodomänen auf Virustropismus und Pathogenität dar.