Dans une étude récente publiée dans PNASles chercheurs ont découvert un mécanisme médié par la protéine non structurelle 2 (NSP2) du syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) par lequel il supprime la production d’interféron-bêta (IFN-β) dans les cellules hôtes.
Sommaire
Arrière plan
Des études ont démontré le rôle crucial des IFN de type I dans la lutte contre les infections virales. Une réponse antivirale robuste induite par l’IFN limite la réplication du SRAS-CoV-2 dans la phase précoce de l’infection et empêche la progression vers la maladie grave à coronavirus 2019 (COVID-19).
Plusieurs protéines SARS-CoV-2, y compris les NSP et les protéines de cadre de lecture ouvert (ORF), inhibent puissamment la transcription de l’IFN-β1. De même, des études ont rapporté que la production d’IFN de type I est contrôlée aux niveaux traductionnels de l’acide ribonucléique messager (ARNm) pendant l’infection par le SRAS-CoV-2. Cependant, les études n’ont pas signalé de répression spécifique de la machinerie traductionnelle de l’ARNm de l’IFN-β1 pour soutenir la traduction de l’ARNm du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont rapporté un nouveau mécanisme par lequel le SARS-CoV-2 NSP2 désigne le complexe répresseur traductionnel glycine, tyrosine, phénylalanine interagissant avec Grb10 (GIGYF2) / protéine homologue eIF4E (4EHP) pour empêcher l’IFN-β1 Expression de l’ARNm, entraînant une réplication améliorée du SRAS-CoV-2 et l’évasion ultérieure d’une réponse immunitaire innée cellulaire antivirale.
Plusieurs études protéomiques à grande échelle ont rapporté l’interaction du SARS-CoV-2 NSP2 avec 4EHP et GIGYF2. Les chercheurs ont utilisé le test de ligature de proximité (PLA) pour visualiser l’interaction de NSP2 avec le complexe GIGYF2/4EHP dans des cellules HEK293T transfectées avec des vecteurs exprimant GIGYF2, 4EHP ou GIGYF1 et FLAG-NSP2 marqués v5. Ils ont compté les signaux PLA d’au moins 30 cellules dans chaque échantillon, présentés sous forme de moyenne ± écart-type (SD). Ensuite, l’équipe a cartographié la région de GIGYF2 responsable de la liaison NSP2. Ils ont utilisé des expériences de co-immunoprécipitation (co-IP) pour étudier ces interactions.
En outre, les chercheurs ont utilisé une souche mutante du virus de la stomatite vésiculeuse (VSVΔ51) marquée par la protéine fluorescente verte (VSVΔ51) pour étudier comment GIGYF2 réprimait la production d’IFN-β. Le mutant n’avait pas de méthionine-51 (M51) dans la protéine de matrice, ce qui le rendait plus sensible à l’activité antivirale de l’IFN. L’équipe a mesuré l’expression de l’IFN-β dans les cellules pulmonaires A549 infectées par le VSVΔ51 étiqueté GFP à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique [ELISA]. De plus, ils ont utilisé la réaction en chaîne par polymérase quantitative par transcription inverse (RT-qPCR) pour mesurer le niveau d’ARNm du gène 56 stimulé par l’IFN (ISG56) dans les cellules pulmonaires A549 après une infection par VSVΔ51.
Résultats de l’étude
Le PLA a détecté des sites d’interactions NSP2 – GIGYF2 sous forme de ponctuation fluorescente dans les cellules HEK293T. Le PLA a également détecté une interaction de NSP2 avec GIGYF2 pleine longueur (FL) et le fragment E (742–1 085) et avec le GIGYF2 et le fragment D partiellement superposés (621–752).
Semblables aux résultats PLA, les résultats co-IP ont montré que GIGYF2 et 4EHP coprécipitaient avec FLAG-NSP2. Les tests IP ont également montré une augmentation légère mais significative de la liaison de NSP2 au fragment E par rapport au FL GIGYF2, probablement en raison d’une légère augmentation de l’expression du fragment E par rapport au FL GIGYF2, comme démontré par Western blots. Ensemble, les données de l’étude ont montré que la région d’interaction NSP2 de GIGYF2 s’étendait sur les résidus 742–1 085, c’est-à-dire le fragment E. Un rétrécissement supplémentaire a révélé que la région GIGYF2 couvrant les acides aminés 860–919 interagissait avec NSP2 et AlphaFold 2 prédisait que le long-alpha la région hélicoïdale (LHR) entre les résidus d’acides aminés 723 et 919 encapsulait cette région GIGYF2.
Par rapport aux cellules de type sauvage (WT), l’expression d’IFN-β et le niveau d’ARNm d’ISG56 ont augmenté d’environ deux fois dans les cellules A549 sans changement détectable des niveaux d’ARNm d’IFN-β1. L’appauvrissement en GIGYF2 a protégé ces cellules contre l’infection virale mutante en raison de la production vigoureuse d’IFN-β et de l’activation des voies antivirales induites par l’IFN. Au moins deux virus à ARN différents utilisent probablement des voies distinctes qui aboutissent sur le complexe de répression traductionnelle GIGYF2/4EHP pour bloquer l’activation de la réponse immunitaire innée antivirale.
Une autre étude récente a également montré que le SRAS-CoV-2 exprime des microARN (miARN) qui répriment sélectivement les gènes hôtes associés à la signalisation IFN. Cela soulève la possibilité que le NSP2 codé par le SRAS-CoV-2 puisse également désigner le complexe GIGYF2/4EHP pour améliorer la répression des cibles cellulaires des miARN codés par le virus.
conclusion
Les résultats de l’étude ont découvert un mécanisme moléculaire qui pourrait sauver la réponse immunitaire innée au SRAS-CoV-2 et à d’autres virus à ARN. La connaissance de la structure tridimensionnelle du LHR de GIGYF2 et de son interaction avec la région de liaison NSP2 pourrait être précieuse pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires régissant le complexe NSP2/GIGYF2/4EHP identifié par l’étude. De plus, cela pourrait éclairer le développement de petits peptides pour bloquer l’interaction NSP2-GIGYF2 pour lutter contre les futures infections par le SRAS-CoV-2 et d’autres coronavirus.
