Cooperative effects in the process of elution of newcastle disease virus pre-attached on chick embryo cell monolayer culture

Abstract

After the virus attachment to the cell surface at 4°C followed by incubation of the virusloaded cells at 37°C two processes are going simultaneously: one portion of the attached virions penetrates inside the cells and another portion elutes outside the cells (a certain portion during a certain time period remains bound to the cell surface). Quantities of both penetrated and eluted viruses depended on the quantitiy of the attached virus. The dependence of the quantity of the penetrated virus on the quantity of the attached virus was linear, while there was an accelerating increase of the quantity of the eluted virus depending on the quantity of the attached virus. This non-linearity is described by a mathematical model based on cooperativity effects which are caused by a certain interaction between the attached virions. Since, according to the calculations, this interaction is effective at the distance equal to about 15-fold virion diameter, a kind of “at distance” interaction between the adjacent virions realized through spreading modifications of plasma membrane is suggested.

Nach Virusanheftung an die Zelloberfläche bei 4°C mit nachfolgender Inkubation der virusbeladenen Zellen bei 37°C laufen zwei Prozesse gleichzeitig ab: ein Teil der angehefteten Virionen dringt in die Zellen ein, und ein anderer wird außerhalb der Zellen eluiert (ein bestimmter Teil bleibt für eine gewisse Zeit an der Zelloberfläche gebunden). Die Mengen der eindringenden und der eluierten Viren hängen von der Menge der angehefteten Viren ab. Die Abhängigkeit der Menge der eingedrungenen Viren von der Menge der angehefteten Viren war linear, während sich die Zunahme der Menge der eluierten Viren in Abhängigkeit von der Menge der angehefteten Viren beschleunigte. Diese Nicht-Linearität wird durch ein mathematisches Modell auf der Basis der gemeinsamen Auswirkungen durch eine gewisse Wechselwirkung zwischen den angehefteten Virionen beschrieben. Da aufgrund der Berechnungen diese Wechselwirkung in einer Entfernung auftritt, die etwa dem 15fachen Durchmesser eines Virions entspricht, wird eine Art Distanz-Wechselwirkung zwischen benachbarten Virionen durch die Ausbreitung von Modifikationen der Plasmamembran postuliert.