Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, des chercheurs aux États-Unis ont démontré comment la protéine du cadre de lecture ouvert 6 (ORF6) du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) contribue à la pathogenèse virale et module les réponses immunitaires de l’hôte.
Étude : Impact du SARS-CoV-2 ORF6 et de ses polymorphismes variants sur les réponses de l’hôte et la pathogenèse virale. Crédit d’image : ktsdesign/Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
La réponse immunitaire innée de l’hôte est la première ligne de défense contre toutes les infections pathogènes. Plusieurs études ont souligné l’importance de la réponse de l’interféron de type I (IFN) dans la défense contre l’infection par le SRAS-CoV-2. Tout trouble congénital affectant la voie IFN rend vulnérable aux infections pathogènes mortelles, telles que la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). C’est peut-être la raison pour laquelle certains patients gravement malades atteints de COVID-19 ont des auto-anticorps neutralisants contre l’IFN de type I.
Bien que les déterminants du résultat du COVID-19 ne soient pas complètement compris, l’incapacité à mettre en place une réponse IFN antivirale rapide et efficace favorise la persistance du SRAS-CoV-2 et les lésions tissulaires, contribuant à la gravité du COVID-19. De plus, des études ont également montré le rôle de plusieurs protéines du SRAS-CoV-2 dans l’inhibition de l’activation immunitaire innée. Les chercheurs de l’étude actuelle se sont donc concentrés sur SARS-CoV-2 ORF6, une protéine SARS-CoV-2 accessoire.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des méthodes biochimiques et moléculaires, combinées à des études animales in vivo, pour disséquer l’impact de l’antagoniste immunitaire inné ORF6 sur la réponse de l’hôte à l’infection par le SRAS-CoV-2. De plus, ils ont caractérisé fonctionnellement la mutation ORF6 D61L commune aux sous-variantes Omicron BA.2 et BA.4.
L’équipe a d’abord transfecté des cellules HEK293T avec des plasmides codant pour SARS-CoV-2 ORF6 et un vecteur vide. Ensuite, ils ont vérifié la distribution intracellulaire des niveaux d’ARN poly (A) en vrac par fluorescence sur place hybridation (ARN-FISH). Cela a aidé les chercheurs à évaluer si l’interaction ORF6-Nup98/Rae1 pouvait contribuer à l’inhibition de l’exportation nucléaire de l’ARNm de l’hôte.
De plus, les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’ORF6 pourrait moduler l’expression du gène SARS-CoV-2. Ils ont donc d’abord quantifié les différences de niveaux de protéines entre les cellules infectées par le rSARS-CoV-2 de type sauvage et les cellules recombinantes infectées par le SARS-CoV-2 ∆ORF6 à l’aide de la protéomique d’abondance globale. De plus, ils ont cherché à savoir si ORF6 modulait l’expression de cette protéine au niveau transcriptionnel ou post-transcriptionnel.
Pour in vivo études, l’équipe a infecté des hamsters femelles de huit semaines avec 5×105 unités formant plaque (PFU) du rSARS-CoV-2 WT parental ou du virus déficient en ORF6. Ils ont enregistré une perte de poids chez tous les animaux depuis le jour de l’infection jusqu’à 15 jours après l’infection (dpi). Ensuite, ils ont sacrifié ces animaux à 2, 4 et 6 dpi pour récolter leurs poumons et leurs cornets nasaux afin de déterminer le titre viral et les évaluations histopathologiques.
Résultats de l’étude
ORF6 interagit directement avec le complexe nucléoporine 98 (Nup98)-acide ribonucléique export 1 (Rae1) au niveau du pore nucléaire, perturbant le trafic nucléo-cytoplasmique bidirectionnel de deux manières distinctes. La première méthode impliquait une inhibition sélective des voies d’importation nucléaire médiées par la karyophérine, y compris des transducteurs de signal et des activateurs de transcription (STAT) 1 et STAT2 par ORF6. De plus, il a empêché la translocation nucléaire du facteur nucléaire kappa B (NF-kB) p65. La deuxième méthode impliquait la modulation de l’exportation de l’acide ribonucléique messager de la cellule hôte (ARNm), où ORF6 facilitait la traduction préférentielle des transcrits viraux du SRAS-CoV-2 et empêchait les réponses antivirales de l’hôte.
Le résidu D61 dans l’ORF est situé à proximité du résidu M58 à la queue C-terminale (CTT) de la protéine qui se lie directement à la poche de liaison à l’ARN du complexe Nup98-Rae1. Cette mutation, partagée par les variantes Omicron BA.2 et BA.4, a influencé la capacité d’ORF6 à bloquer l’exportation d’ARNm de l’hôte. Ce phénomène a des implications importantes pour la transmissibilité et la pathogénicité du SARS-CoV-2. En outre, les auteurs ont noté que la protéine non structurale 1 (NSP1) du SRAS-CoV-2 inhibait l’exportation d’ARNm de l’hôte. Une meilleure compréhension de la façon dont ORF6 et NSP1 se complètent fonctionnellement pendant l’infection par le SRAS-CoV-2 sera cruciale pour découvrir les mécanismes moléculaires régissant l’antagonisme immunitaire inné de ces protéines virales.
Concernant in vivo effets de l’ORF6, les auteurs ont noté que les hamsters infectés par un pseudovirus SARS-CoV-2 supprimé par ORF6 ont subi une perte de poids minimale et une réduction des lésions pulmonaires et de l’hyperplasie des cellules alvéolaires de type 2 (AT2). Ces résultats ont mis en évidence une augmentation de la translocation de STAT1 et de l’expression des gènes stimulant l’interféron (ISG) dans les poumons.
Étonnamment, cela n’a pas considérablement réduit la réplication du SRAS-CoV-2 dans les voies respiratoires des hamsters infectés. Une explication est que ce modèle expérimental n’a pas pu détecter l’impact in vivo de l’ORF6 sur la réplication du SRAS-CoV-2, qui était intrinsèquement subtil. Cela pourrait également être dû à la circulation et à la transmission des variants Omicron BA.2 et BA.4 contenant un polymorphisme ORF6 délétère chez l’homme.
Les résultats de l’étude ont également découvert un rôle auparavant inobservé d’ORF6 dans la modulation de l’expression de la protéine SARS-CoV-2. Les chercheurs ont observé que l’expression de plusieurs protéines SARS-CoV-2 dérivées d’ORF1 et d’ARN sous-génomique était altérée dans les cellules infectées par un pseudovirus SARS-CoV-2 déficient en ORF6 pour favoriser l’expression de gènes viraux structuraux et accessoires.
conclusion
Les résultats de l’étude ont identifié ORF6 comme un antagoniste immunitaire inné clé du SRAS-CoV-2. Les mutations de perte de fonction ORF6 ont nettement atténué les réponses antivirales de l’hôte au SRAS-CoV-2 in vitro et in vivo dans le modèle du hamster. En outre, l’étude a souligné l’importance de la surveillance génomique et de l’analyse des variantes pour comprendre les mécanismes sous-jacents aux stratégies d’évasion immunitaire du SRAS-CoV-2.
*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, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
