Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de pré-impression, les chercheurs ont démontré que les variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) n’évoluaient pas davantage pour échapper à l’immunité médiée par les lymphocytes T.
Étude : Les variantes SARS-CoV-2 n’évoluent pas pour introduire davantage d’évasion de l’identification de MHC-I. Crédit d’image : NIAID
Des études ont démontré que les mutations du gène du cadre de lecture ouvert 8 (ORF8) du SRAS-CoV-2 jouaient un rôle clé dans la modulation de sa pathogenèse et de son adaptation à l’hôte en régulant les niveaux du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (MHC-I) et stimulés par l’interféron gènes (ISG). Notamment, la protéine ORF8 induit une dégradation autophagique du CMH-I et confère une résistance à la surveillance des lymphocytes T cytotoxiques (CTL). Désormais, au cours de la phase précoce de la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), des études ont identifié l’évolution rapide du gène ORF8 du SRAS-CoV-2.
Plusieurs mutations uniques au sein du gène ORF8 ont été identifiées dans les variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (VOC) ; cependant, aucun n’a augmenté la capacité d’ORF8 à supprimer l’expression de MHC-I. La présentation de l’antigène induite par le CMH-I est cruciale pour l’activation des CTL de différenciation 8 (CD8 +), qui tue les cellules infectées par le virus. Par la suite, les chercheurs ont émis l’hypothèse que le COV et son gène ORF8 évoluaient davantage pour arrêter le CMH-I en évitant l’immunité médiée par les lymphocytes T CD8 + mémoire établie par une infection ou une vaccination antérieure.
Sommaire
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont infecté des cellules Calu-3 avec des variants du SRAS-CoV-2 et la souche ancestrale (USA-WA1) pour examiner les niveaux de transcription des gènes du CMH-I, qui diffèrent pour chaque variant du SRAS-CoV-2. Ils ont également effectué un alignement de séquences multiples de séquences de protéines ORF8 à partir de variants du SRAS-CoV-2 pour observer des mutations non synonymes.
En outre, les chercheurs ont étudié la prévalence des mutations dans les variantes du SRAS-CoV-2, pour lesquelles ils ont téléchargé 3 059 données de séquence du génome du SRAS-CoV-2 à partir de la base de données de l’initiative mondiale sur les données de la grippe aviaire (GISAID). L’équipe a également construit six mutants ORF8 à partir de variants du SRAS-CoV-2 pour observer l’effet spécifique du variant sur les niveaux d’expression de surface du MHC-I des cellules infectées.
Enfin, les chercheurs ont effectué in vivo expériences dans lesquelles ils ont infecté des souris C57BL/6J par voie intranasale avec une souche de SRAS-CoV-2 adaptée à la souris (MA) pour analyser les niveaux d’expression du CMH-I des cellules épithéliales pulmonaires deux jours après l’infection.
Résultats de l’étude
Conformément aux rapports précédents, la souche USA-WA1 a considérablement régulé négativement les gènes de l’antigène leucocytaire humain (HLA) -A, B et C. De même, les COV alpha et bêta ont montré une réduction similaire de l’expression de l’acide ribonucléique messager (ARNm) HLA-A, B et C comme la souche USA-WA1.
Des mutations uniques se trouvent dans le gène ORF8 des variants du SARS-CoV-2 (A) Proportion de mutants dans les gènes ORF8 des variants du SARS-CoV-2 indiqués. Les positions d’acides aminés indiquées sont sélectionnées sur la base des résultats de l’alignement de séquences multiples effectué sur la Fig.S1. Le nombre de séquences analysées pour chaque lignée est indiqué au-dessus de chaque graphique. (B) Fréquence des acides aminés aux positions enrichies pour les mutants dans chaque variante. Les acides aminés représentés en gris correspondent à WT. (C) Diagramme schématique des protéines ORF8 des variantes du SRAS-CoV-2. (D et E) Les cellules HEK293T ont été transfectées avec des plasmides codant pour les variants SARS-CoV ORF8a/b, SARS-CoV-2 ORF8 WT ou SARS-CoV-2 ORF8 marqués en C-terminal. Quarante-huit heures après la transfection, les cellules ont été collectées et analysées pour l’expression de HLA-ABC à la surface cellulaire. Les données sont présentées en MFI brut (D) ou en tant que rapport du MFI dans les cellules Flag+ aux cellules Flag- normalisées à la valeur de SARS-CoV ORF8a (E) (n = 3). Les données sont moyennes ± sd Les données sont représentatives de trois expériences indépendantes. ***, p< 0,001
À l’inverse, les variantes Iota et Gamma ont montré une régulation négative et une régulation positive plus faibles des gènes HLA de classe I, respectivement. De façon générale, une majorité de variantes SARS-CoV-2 ont réduit la transcription de HLA juste comme le virus ancestral. Cela a soulevé la possibilité que de nombreuses voies de traitement et de présentation du CMH-I induites par les ISG soient atténuées dans les cellules infectées par Gamma et B.1.429.
Concernant les mutations, les auteurs ont observé sept mutations non synonymes et deux délétions dans les 10 variantes du SRAS-CoV-2 examinées. De plus, ils ont identifié un codon d’arrêt prématuré à la position d’acide aminé Q27 de l’Alpha VOC, qui a tronqué la longueur du polypeptide ORF8 et probablement modifié sa fonctionnalité. Cependant, les mutations en aval R52I et Y73C n’ont pas eu d’impact sur la protéine Alpha ORF8.
À l’exception d’Alpha et d’Omicron, tous les autres COV du SARS-CoV-2, y compris Beta, Gamma et Delta, hébergeaient des mutations ou des délétions dans la protéine ORF8. Bien qu’aucune de ces mutations n’ait été conservée parmi les différentes lignées, les variantes d’intérêt du SRAS-CoV-2, Epsilon et Iota, présentaient respectivement des mutations V100L et T11I.
De plus, les auteurs ont trouvé plusieurs mutations uniques spécifiques à la lignée. Par exemple, la mutation ORF8 L84S identifiée dans le clade S du SRAS-CoV-2 était unique et n’a été observée dans aucune autre variante. De nombreuses mutations découvertes via des analyses d’alignement de séquences multiples étaient généralement très répandues dans des proportions allant de 12,5 à 100 %. Ces résultats ont indiqué que les mutations spécifiques à la lignée ont été acquises indépendamment au cours de l’évolution du SRAS-CoV-2, et que les mutations dans un acide aminé particulier étaient exclusives à une seule lignée. Contrairement au virus de la grippe A, le SRAS-CoV-2 a complètement arrêté l’induction du CMH-I dans les cellules infectées invivo.
conclusion
Vraisemblablement, le SRAS-CoV-2, comme de nombreux autres virus, a développé des moyens d’éviter la présentation efficace de l’antigène médiée par le CMH-I aux lymphocytes T CD8+, car ils jouent un rôle vital dans la réponse immunitaire adaptative de l’hôte.
Après avoir recherché si les variantes du SRAS-CoV-2 ont arrêté le système hôte MHC-I, les auteurs ont découvert que ce n’était pas le cas, la capacité à réduire l’expression du MHC-I est restée inchangée tout au long de l’évolution des COV. À l’inverse, les COV du SRAS-CoV-2 ont évolué pour limiter la réponse de l’interféron de type I de l’hôte. Par conséquent, il est fort probable que la souche ancestrale du SRAS-CoV-2 ait été entièrement optimisée pour échapper à l’immunité médiée par les lymphocytes T CD8+ et n’ait subi aucune pression évolutive pour optimiser davantage sa stratégie d’évasion immunitaire.
Cette découverte a également soulevé la possibilité que le SRAS-CoV-2 utilise plusieurs mécanismes redondants pour supprimer l’expression du CMH-I afin d’assurer l’évasion de la destruction des CTL. De plus, contrairement à la grippe A ou au virus d’Epstein-Barr, il altère l’amorçage des lymphocytes T CD8+.
Pris ensemble, les données de l’étude ont démontré la capacité du SRAS-CoV-2 à éviter puissamment la présentation de l’antigène médiée par le CMH-I aux lymphocytes T CD8+ et le rôle de l’ORF8 dans sa réplication et sa transmission efficaces.
*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.
