Les virus transmis par les arthropodes (arbovirus), appartenant au genre alphavirus, infectent couramment les êtres humains. Certains des exemples d’arbovirus sont le virus de la rivière Ross (RRV), le virus de l’encéphalite équine vénézuélienne (VEEV), le Chikungunya (CHIKV), le virus de la forêt Semliki (SFV) et le virus Sindbis (SINV).
Sommaire
Fond
Des études antérieures ont montré que les arbovirus se développent dans les glandes salivaires des moustiques de la famille Aedes (p. Aedes aegypti et Aedes albopictus). Ces moustiques agissent comme un vecteur et transmettent le virus à l’hôte humain par leurs piqûres.
Selon des rapports récents, ces vecteurs sont de plus en plus nombreux en raison du réchauffement climatique et du commerce international. Ces événements soulèvent des inquiétudes quant à l’émergence d’épidémies et d’épidémies d’arbovirus dans le monde. Par conséquent, il est essentiel d’approfondir notre compréhension des interactions hôte-virus associées à l’infection par l’alphavirus afin d’identifier des cibles potentielles cruciales pour le développement de traitements efficaces.
Caractéristiques caractéristiques des alphavirus
Les alphavirus sont des génomes à ARN simple brin de sens positif d’une taille d’environ 11 kb. Les génomes viraux sont coiffés et polyadénylés, similaires aux ARNm cellulaires. La capacité de codage de leurs génomes est limitée ; par conséquent, ils dépendent fortement des protéines cellulaires pour compléter le cycle de vie viral. Au cours de l’infection, l’ARN génomique (g) de l’alphavirus joue un double rôle, c’est-à-dire agissant comme génome et ARN messager (m). Les protéines de liaison à l’ARN cellulaire (RBP) sont impliquées dans presque toutes les étapes associées au cycle de vie d’un alphavirus. Les chercheurs ont souligné que le complément des RBP engagés avec l’ARN viral (ARNv) dans les cellules infectées n’est pas bien compris.
Composition des ribonucléoprotéines virales
Plusieurs études dans le passé ont développé des stratégies pour élucider la composition des vRNP dans les cellules. Par exemple, une étude récente a utilisé la réticulation virale et la purification en phase solide (VIR-CLASP) pour déterminer les interactions protéine-ARN qui se produisent lorsque l’ARN d’alphavirus infecte les cellules hôtes.
L’étude a révélé qu’au cours des premières étapes de l’infection, l’ARNg des alphavirus influence une interaction fonctionnellement importante qui implique des centaines de RBP cellulaires. La purification mRNP assistée par liaison croisée (CLASP) aide à développer un profil pour élucider comment ces interactions protéine-ARN évoluent dans des circonstances où une réplication virale active a lieu.
Même si les résultats obtenus via les ensembles de données CLASP sont très informatifs, une approche alternative est nécessaire car le système actuel représente une très faible fréquence de RBP de bonne foi, en raison de la nature proche de la réticulation du formaldéhyde et/ou de la spécificité limitée dans la purification de l’ARNv .
Une nouvelle étude
Pour combler cette lacune dans la recherche concernant la compréhension des RNP des alphavirus post-réplicatifs, les scientifiques ont créé une nouvelle approche à l’échelle du protéome connue sous le nom de capture d’interactome d’ARN viral (vRIC). Cette étude est disponible dans le bioRxiv* serveur de préimpression en attendant l’examen par les pairs.
Dans cette étude, les chercheurs ont étudié la composition des ribonucléoprotéines (RNP) d’un arbovirus prototype appelé Sindbis (SINV), un alphavirus.
L’étude actuelle a appliqué vRIC pour étudier les RNP SINV et a signalé la présence de plus de 400 protéines cellulaires qui interagissent avec l’ARNv. Ces protéines ont diverses fonctions telles que l’épissage, la désintégration de l’ARN, l’exportation, la stabilité et la traduction de l’ARN, etc. De plus, plusieurs RBP non orthodoxes étaient également présentes, qui pourraient être des ligases, des kinases, des chaperons et des enzymes métaboliques E3. Ces RBP se sont avérées être impliquées dans la régulation du microenvironnement RNP. De plus, lors de l’infection, un pool de protéines nucléaires s’est avéré être redistribué dans le cytoplasme, probablement piégé par l’ARNv. Cette découverte indique que les ARN SINV agissent comme des « toile d’araignée » qui capturent les facteurs de l’hôte essentiels à la réplication virale et à l’expression des gènes dans le cytoplasme.
Fait intéressant, divers tests fonctionnels ont déterminé que les composants RNP du SINV jouent un rôle essentiel non seulement au cours de l’infection par le SINV, mais dans une large gamme d’autres virus. Par exemple, le complexe ligase ARNt 2 (ARNt-LC) est associé à la fois à l’infection SINV et au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Les chercheurs ont également indiqué que les RBP cellulaires pourraient être des cibles prometteuses pour les thérapies antivirales à large spectre. C’est parce que la perturbation fonctionnelle d’un grand nombre de ces protéines hôtes a des effets profonds sur l’infection virale. Par conséquent, cette stratégie pourrait être utilisée efficacement pour le développement de thérapies à large spectre.
Implémentation de vRIC dans des cellules infectées par SINV. A) Schéma du flux de travail de capture d’interactome d’ARN viral (vRIC). B) Schéma des différentes conditions expérimentales et contrôles utilisés dans l’étude. C) Sliver coloration analyse des éluats vRIC avec le cadre expérimental décrit dans B. D) Immunobuvardage de la capside SINV dans les lysats cellulaires entiers, le surnageant et les éluats vRIC, en utilisant la β-actine comme contrôle. E) Analyse en composantes principales du vRIC expérimental et des contrôles après analyse protéomique. F et G) Graphiques de volcan montrant le changement de facteur (log2) et la valeur p ajustée de chaque protéine (point) dans le M/-/- versus M/4SU/- (F) et M/4SU/- versus M/4SU /Fvo (G) comparaisons. Les protéines enrichies à moins de 1% de FDR sont colorées en rouge et bleu et celles à moins de 10% de FDR en orange et cyan. H) Diagramme de Venn comparant les protéines significativement enrichies dans chacune des comparaisons en FG. Ces groupes sont classés : RBPome UV-dépendant (M/-/- vs M/4SU/-), Fvo-sensible (enrichi en M/4SU/- sur M/4SU/Fvo, cRNPs) et Fvo-insensible (enrichi en M/4SU/Fvo sur M/4SU/-, mitoRNPs). I) Termes d’ontologie génétique (GO) les plus enrichis pour les processus moléculaires dans les ensembles RBP sensibles à Fvo et insensibles à Fvo.
Importance de l’étude
Dans cette étude, les chercheurs ont proposé une approche systématique et complète, vRIC, pour déterminer la composition des vRNP dans les cellules infectées. Dans sa forme actuelle, le vRIC peut être utilisé pour étudier tout ARNv polyadénylé. Cependant, les substitutions d’oligo(dT) par des sondes antisens spécifiques ou des méthodes d’isolement de l’ARN total pourraient élargir son horizon et pourraient être appliquées à une large gamme de virus à ARN et à ADN codant pour une ARN polymérase dépendante de l’ARN.
Dans l’étude d’interaction protéine-protéine utilisant FAM98A, les chercheurs ont découvert que l’ARNt-LC interagit avec le spliceosome initialement dans les cellules non infectées et se déplace ensuite vers l’appareil de traduction dans les cellules infectées.
Ces événements représentent la relocalisation du complexe vers les usines de réplication virale. D’autres études sont nécessaires pour élucider davantage l’idée de changer les emplacements et déterminer les déterminants moléculaires des RBP qui influencent la réaffectation fonctionnelle dans les cellules infectées.
Des expériences in vitro ont identifié deux inhibiteurs potentiels, à savoir la 5-azacytidine et le topotécan, qui sont efficaces contre les alphavirus, tels que le SINV, le SFV et le RRV, et le VIH-1. L’utilité de médicaments plus efficaces avec des propriétés antivirales pourrait être explorée à l’avenir.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
