L’infection virale due au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) provoque une réponse immunitaire dérégulée, y compris de faibles quantités de protéine d’interféron (IFN) nécessaires pour supprimer la propagation virale dans le corps.
Une nouvelle recherche dirigée par Roy Parker de l’Université du Colorado à Boulder révèle que le SRAS-CoV-2 empêche la réponse de l’IFN malgré une présence accrue de IFN-encoder les ARNm en supprimant les processus transcriptionnels. Inhibition de IFN Les ARNm déclenchent la dégradation par l’activation de la RNase L et de la protéine Nsp1 du SARS-CoV-2.
L’équipe écrit:
«Nous avons observé que les ARNm codant pour l’IFN de type I et de type III se localisent principalement sur leurs sites transcriptionnels dans une majorité de cellules. Étant donné que cet effet est atypique de l’induction de l’IFN et non une conséquence de l’activation de la RNase L en réponse à poly (I: C), nous suggérons que SARS-CoV-2 inhibe certains aspects du traitement de l’ARN ou une étape précoce de l’exportation de l’ARNm, soit de ce qui est nécessaire pour une libération efficace d’ARNm stables à partir des sites de transcription. »
Les chercheurs suggèrent que leurs résultats pourraient aider dans COVID-19 avec le développement de médicaments qui stimulent la réponse immunitaire innée en empêchant la désintégration de l’ARNm.
L’étude «La désintégration rapide des ARNm basaux de l’hôte au cours d’une infection par le SRAS-CoV-2 perturbe la biogenèse et l’exportation de l’ARNm antiviral de l’hôte» est disponible en pré-impression bioRxiv* serveur, tandis que l’article est soumis à un examen par les pairs.
Inhibition de la biogenèse de l’ARNm antiviral au cours d’une infection par le SRAS-CoV-2. Modélisation schématique de l’inhibition de la biogenèse de l’ARNm antiviral lors d’une infection par le SRAS-CoV-2. La réplication du SARS-CoV-2 génère de l’ARN double brin (ARNdb), ce qui conduit à l’activation de la RNase L. La désintégration de l’ARNm médiée par la RNase L réduit le génome de l’ARNm complet du SRAS-CoV-2 et les ARNm sous-génomiques. De plus, SARS-CoV-2 exprime la protéine virale Nsp1. L’activation de la RNase L et l’expression de Nsp1 entraînent une désintégration rapide et généralisée des ARNm basaux de l’hôte. Alors que la RNase L clive directement les ARNm, le mécanisme de la désintégration de l’ARNm médiée par Nsp1 n’est pas clair. La dégradation des ARNm de l’hôte entraîne la libération de protéines de liaison à l’ARN (RBP), ce qui perturbe les derniers stades du transport de l’ARN nucléaire-cytoplasmique. La séquestration des ARNm antiviraux, tels que l’ARNm d’IFNB1, dans le noyau empêche leur association avec les ribosomes dans le cytoplasme, réduisant leur traduction pour la production de protéines. De plus, SARS-CoV-2 inhibe la transcription, un aspect du traitement de l’ARNm, ou l’association avec des facteurs d’exportation d’ARNm précoces, et / ou dégrade rapidement les ARNm antiviraux induits par l’ARNdb, tels que l’ARNm d’IFNB1. Le résultat de ceci est l’incapacité des ARNm d’IFNB1 à quitter le site de transcription d’IFNB1, empêchant leur transport vers le cytoplasme et réduisant leur traduction.
Sommaire
Identification du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes
Les chercheurs ont analysé l’infection virale sur les cellules hôtes et comment elles affectent les ARNm basaux de l’IFN de l’hôte. Ils ont émis l’hypothèse que la production de protéines IFN était bloquée par l’inhibition médiée par la RNase L de l’exportation de l’ARNm qui s’active en présence de SARS-CoV-2. En utilisant des lignées cellulaires de carcinome pulmonaire A549 avec un lentivirus codant pour ACE2, ils ont transduit une souche de type sauvage avec un knock-out RNase L.
En réponse à l’infection, la RNase L s’est dégradée GAPDH ARNm et rétention nucléaire de IFNB ARNm. Cela a confirmé une réponse immunitaire innée des cellules A549 exprimant le récepteur ACE2 à l’ARN double brin.
Les chercheurs ont identifié les cellules infectées par le SARs-CoV-2 en sondant des cibles spécifiques, y compris les régions ORF1a, ORF1b ou N de l’ARNm génomique du SRAS-CoV-2. Ils ont ensuite coloré les cellules pulmonaires plusieurs fois après l’infection et ont trouvé l’ORF1a et l’ARN N après quatre heures. Après huit heures, le génome du virus était environ 10 fois plus élevé, avec de l’ARN sous-génomique trouvé partout dans la cellule hôte.
Dégradation généralisée de l’ARNm de l’hôte
Le SRAS-CoV-2 a diminué GADPH et ACTB Niveaux d’ARNm huit heures après l’infection. Cependant, ce processus pourrait se produire indépendamment de la désintégration de l’ARNm médiée par l’ARNase L. En utilisant des cellules RNAase L-knockout qui ont éliminé l’enzyme, ils ont continué à trouver une réduction de GADPH et ACTB ARNm.
La RNase L peut également être activée par une infection par le SRAS-CoV-2. Bien qu’il ait contribué à réduire la réplication du SRAS-CoV-2 de près de quatre fois, il a également réduit le génome FL et le N-ARN de près de trois fois.
L’activation de la protéine Nsp1 du SARS-CoV-2 pourrait déclencher la dégradation des niveaux d’ARNm basal de l’hôte, peut-être en inhibant la traduction. Nsp1, mais pas Nsp15, a diminué ACTB et GADPH ARNm.
Modifications de IFN ARNm pendant l’infection
Sur la base des résultats du SARS-CoV-2 ayant deux mécanismes de dégradation de l’ARNm basal – l’activation de la RNase L et Nsp1 – ils ont ensuite cherché à voir comment cela affectait la dégradation de l’IFN au cours de l’infection au COVID-19.
L’équipe a observé que le virus déclenchait la signalisation RLR-MAVS-IRF3 / 7 pour démarrer la transcription de IFN les gènes. Cependant, environ 55% des cellules infectées par le virus manquaient de IFNB1 expression. Bien que les chercheurs notent que cela pourrait être davantage dû à l’hétérogénéité de la réponse immunitaire des cellules A549.
Ils ont trouvé plus de 82% d’induction de IFNB1 dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2, mais moins de 18% des cellules infectées avaient des IFNB1 ARNm. Pour déterminer si la RNAse L en était la cause, les chercheurs ont observé des cellules avec l’enzyme RNAse L et ont découvert que 94% des cellules avaient une dissémination généralisée de IFNB1 ARNm dans le noyau ou le cytoplasme. Cependant, moins de 6% avaient IFNB1 foyers transcriptionnels mais manquant de dissémination IFNB1 ARNm, confirmant que la RNase L n’est pas la raison derrière cela.
Au lieu de cela, les chercheurs suggèrent que l’infection par le SRAS-CoV-2 est la cause du blocage de la libération de IFN les ARNm et les retenir sur des sites de transcription ou des sites de dégradation nucléaire en quittant leurs sites de transcription.
Le SRAS-CoV-2 avait également un deuxième mécanisme en bloquant l’exportation nucléaire de IFN ARNm, quelle que soit l’activation de la RNase L. «Indépendamment de la nucléase responsable de la destruction de l’ARNm, la rétention nucléaire des ARNm de l’IFN loin des ribosomes réduirait par conséquent la production de protéines IFN en réponse à l’infection par le 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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
