Published August 6, 2020
| Version v1
Publication
Open
Morphogenesis and cytopathic effect of SARS-CoV-2 infection in human airway epithelial cells
Creators
- 1. National Institute for Viral Disease Control and Prevention
- 2. Beijing Chest Hospital
- 3. Capital Medical University
- 4. China-Japan Friendship Hospital
- 5. Suzhou Institute of Systems Medicine
- 6. First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
- 7. State Key Laboratory of Respiratory Disease
- 8. Guangzhou Medical University
- 9. Chinese Academy of Sciences
Description
SARS-CoV-2, a β-coronavirus, has rapidly spread across the world, highlighting its high transmissibility, but the underlying morphogenesis and pathogenesis remain poorly understood. Here, we characterize the replication dynamics, cell tropism and morphogenesis of SARS-CoV-2 in organotypic human airway epithelial (HAE) cultures. SARS-CoV-2 replicates efficiently and infects both ciliated and secretory cells in HAE cultures. In comparison, HCoV-NL63 replicates to lower titers and is only detected in ciliated cells. SARS-CoV-2 shows a similar morphogenetic process as other coronaviruses but causes plaque-like cytopathic effects in HAE cultures. Cell fusion, apoptosis, destruction of epithelium integrity, cilium shrinking and beaded changes are observed in the plaque regions. Taken together, our results provide important insights into SARS-CoV-2 cell tropism, replication and morphogenesis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
انتشر فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2)، وهو فيروس كورونا بيتا، بسرعة في جميع أنحاء العالم، مما يسلط الضوء على قابليته العالية للانتقال، لكن التشكل والتسبب في المرض لا يزالان غير مفهومين بشكل جيد. هنا، نميز ديناميكيات النسخ المتماثل، والاستدارة الخلوية والتكوين المورفولوجي لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) في مزارع مجرى الهواء البشري الظهارية (HAE). يتكاثر فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة بكفاءة ويصيب كل من الخلايا المهدبة والإفرازية في مزارع HAE. وبالمقارنة، يتكاثر فيروس كورونا البشري- NL63 إلى عيار أقل ويتم اكتشافه فقط في الخلايا المهدبة. يُظهر فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) عملية مورفوجينية مماثلة لفيروسات كورونا الأخرى ولكنه يسبب تأثيرات اعتلال خلوي تشبه البلاك في مزارع HAE. لوحظ اندماج الخلايا، موت الخلايا المبرمج، وتدمير سلامة الظهارة، وتقلص الهدب وتغيرات الخرز في مناطق البلاك. توفر نتائجنا مجتمعة رؤى مهمة حول توجه خلايا سارس- كوف-2 وتكرارها وتكوينها.Translated Description (French)
Le SARS-CoV-2, un β-coronavirus, s'est rapidement propagé à travers le monde, mettant en évidence sa transmissibilité élevée, mais la morphogenèse et la pathogenèse sous-jacentes restent mal comprises. Nous caractérisons ici la dynamique de réplication, le tropisme cellulaire et la morphogenèse du SARS-CoV-2 dans des cultures épithéliales organotypiques des voies respiratoires humaines (AOH). Le SARS-CoV-2 se réplique efficacement et infecte à la fois les cellules ciliées et sécrétoires dans les cultures d'AOH. En comparaison, le HCoV-NL63 se réplique à des titres inférieurs et n'est détecté que dans les cellules ciliées. Le SRAS-CoV-2 présente un processus morphogénétique similaire à celui des autres coronavirus, mais provoque des effets cytopathiques de type plaque dans les cultures d'AOH. La fusion cellulaire, l'apoptose, la destruction de l'intégrité de l'épithélium, le rétrécissement du cil et les changements de perles sont observés dans les régions de la plaque. Ensemble, nos résultats fournissent des informations importantes sur le tropisme, la réplication et la morphogenèse des cellules SARS-CoV-2.Translated Description (Spanish)
El SARS-CoV-2, un β-coronavirus, se ha extendido rápidamente por todo el mundo, destacando su alta transmisibilidad, pero la morfogénesis y la patogénesis subyacentes siguen siendo poco conocidas. Aquí, caracterizamos la dinámica de replicación, el tropismo celular y la morfogénesis del SARS-CoV-2 en cultivos epiteliales de las vías respiratorias humanas (AEH) organotípicos. El SARS-CoV-2 se replica de manera eficiente e infecta tanto a las células ciliadas como a las secretoras en cultivos de AEH. En comparación, HCoV-NL63 se replica a títulos más bajos y solo se detecta en células ciliadas. El SARS-CoV-2 muestra un proceso morfogenético similar al de otros coronavirus, pero causa efectos citopáticos similares a las placas en cultivos de AEH. Se observa fusión celular, apoptosis, destrucción de la integridad del epitelio, encogimiento del cilio y cambios en las perlas en las regiones de la placa. En conjunto, nuestros resultados proporcionan información importante sobre el tropismo, la replicación y la morfogénesis de las células del SARS-CoV-2.Files
s41467-020-17796-z.pdf.pdf
Files
(5.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:90c2ac19ad79ffa3ba6441e391ac3723
|
5.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التشكل والتأثير الخلوي لعدوى فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة في الخلايا الظهارية لمجرى الهواء البشري
- Translated title (French)
- Morphogenèse et effet cytopathique de l'infection par le SARS-CoV-2 dans les cellules épithéliales des voies respiratoires humaines
- Translated title (Spanish)
- Morfogénesis y efecto citopático de la infección por SARS-CoV-2 en células epiteliales de las vías respiratorias humanas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3047208380
- DOI
- 10.1038/s41467-020-17796-z
References
- https://openalex.org/W1567281461
- https://openalex.org/W1965435260
- https://openalex.org/W1966238900
- https://openalex.org/W1971214320
- https://openalex.org/W1971597874
- https://openalex.org/W2004823446
- https://openalex.org/W2043191762
- https://openalex.org/W2052826934
- https://openalex.org/W2060239884
- https://openalex.org/W2128807576
- https://openalex.org/W2136461776
- https://openalex.org/W2141250413
- https://openalex.org/W2143392704
- https://openalex.org/W2151422787
- https://openalex.org/W2160605247
- https://openalex.org/W2744243911
- https://openalex.org/W2751450591
- https://openalex.org/W2807403303
- https://openalex.org/W2900535696
- https://openalex.org/W2945313469
- https://openalex.org/W2988069660
- https://openalex.org/W3001897055
- https://openalex.org/W3003668884
- https://openalex.org/W3004280078
- https://openalex.org/W3004318991
- https://openalex.org/W3007940623
- https://openalex.org/W3011483298
- https://openalex.org/W3012654035
- https://openalex.org/W3013093478
- https://openalex.org/W3013893137
- https://openalex.org/W3015134137
- https://openalex.org/W3017468735
- https://openalex.org/W3044711307