Identification of a new cell line permissive to porcine reproductive and resporatory syndrome virus replication

Abstract

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est une des maladies les plus dévastatrices économiquement pour l'industrie mondiale du porc. L'agent étiologique du SRRP est le virus du SRRP (VSRRP) lequel est connu pour avoir une spécificité d'hôte très restreinte et pour sa transmission par voie aerosol. Les antigènes et les ARN du VSRRP ont été trouvés dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire de porcs infectés par le virus. L’interaction entre les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et le VSRRP a été démontrée comme jouant un rôle important dans l’infection causée par le virus. Malgré cela, l’interaction prenant place entre les cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin et le virus ne devrait pas être négligée. Jusqu’à présent, la réplication du VSRRP in vitro dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin n’a pas été conduite avec succès et les tentatives pour le faire ont échoué. Une nouvelle lignée de cellules épithéliales de poumon de porc (SJPL) est maintenant disponible et sera utilisée dans cette étude afin de déterminer si elle est permissive à la réplication du VSRRP et si elle peut être un modèle approprié pour l’étude de la pathogénèse virale du VSRRP. L’expérimentation a démontré que cette nouvelle lignée cellulaire était permissive à l’infection et à la réplication du VSRRP. Afin de corroborer ces résultats, la cinétique de réplication du virus à été effectuée avec les cellules MARC-145 et SJPL. Aucune différence significative dans la production virale totale n’a été trouvée entre les deux lignées cellulaires. Les cellules SJPL ont permis la réplication de plusieurs souches Nord-Américaines du VSRRP, quoiqu’elles sont légèrement moins efficaces que les cellules MARC-145 pour l’isolement du virus. De plus, les cellules SJPL sont phénotypiquement différentes des cellules MARC-145. Plus précisément, les cellules SJPL sont plus sensibles à l’activation par le VSRRP des pro-caspases 3/7 et plusieurs inducteurs apoptotiques. Elles ont également montré de 8 à 16 fois plus de sensibilité à l’effet antiviral causé par l’IFN-α sur la réplication du virus contrairement aux cellules MARC-145. Ces résultats démontrent que les cellules SJPL pourraient représenter un substitut intéressant aux cellules MARC-145 pour la production d’antigènes pour un vaccin anti-VSRRP. Également, dû à leurs origines (poumon de l’hôte naturel), elles pourraient s’avérer être un modèle in vitro plus approprié pour l’étude de la pathogénèse du VSRRP.

Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is one of the most economically devastating diseases for the pig industry worldwide. The etiological agent of PRRS is the PRRS virus (PRRSV), which is known to have a very restricted host specifity and to be airborne transmitted. PRRSV RNAs and antigens were found in epithelial cells of the respiratory tract of swine in PRRSV-infected pigs. Even if the interaction between porcine alveolar macrophages (PAMs) and PRRSV plays an important role in the PRRSV infection, the role of the interaction between epithelial cells of the swine respiratory tract and PRRSV should not been neglected. However, no epithelial cells of the swine respiratory tract have been demonstrated to allow PRRSV replication in vitro and attempts to generate such a cell line have failed. The goal of this study is to determine whether epithelial cells of the swine respiratory tract are permissive to PRRSV replication and are a suitable model for studying the viral pathogenesis of PRRSV. We have discovered that the SJPL cell line, an epithelial cell line of the respiratory tract of swine, is permissive to PRRSV infection and replication. To corroborate these results, PRRSV replication kinetics were evaluated in a subclone of the African green monkey kidney MA104 cells (MARC-145), which has been known to be fully permissive to PRRSV infection and replication, and in SJPL cells. No significant difference was found between the two cell lines for overall viral production. Moreover, the SJPL cells were able to permit the replication of several PRRSV North-American strains but they were slightly less efficient for virus isolation than MARC-145 cells. In addition, SJPL is phenotypically different from MARC-145. Specifically, the SJPL cells were more sensitive to procaspases 3/7 activation by PRRSV and several apoptotic inducers compared to MARC-145 cells. In addition, the SJPL cells showed 8 to 16 times more sensitivity to the antiviral effect of IFN-α against PRRSV replication than MARC-145 cells. Altogether, the SJPL cells could be an interesting substitute to MARC-145 cells for PRRSV vaccine antigen production, and could be a more relevant in vitro model, because of their origin (lung of the natural host), to study the pathogenesis of PRRSV.