Dans une étude récente publiée dans Immunitéles chercheurs ont démontré comment la famille des sarbecovirus régule à la baisse l’expression de surface du complexe majeur d’histocompatibilité-I (MHC-I) pour échapper à l’immunité cellulaire.
Sommaire
Arrière plan
Tous les virus pathogènes emploient généralement différentes stratégies pour échapper à l’immunité cellulaire ou contrecarrer les réponses immunitaires. Par exemple, le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), membre du sous-genre des sarbecovirus, régule à la baisse l’expression de surface du complexe majeur d’histocompatibilité-I (MHC-I), qui présente des peptides viraux au groupe de différenciation 8 (CD8) + lymphocytes T cytotoxiques.
En fait, tous les virus associés aux infections chroniques emploient différents mécanismes pour épuiser le CMH-I des surfaces cellulaires infectées. Par exemple, l’immunodéficience humaine 1 (VIH-1) déclenche l’endocytose induite par Nef du CMH-I à partir de la surface cellulaire. Plusieurs approches basées sur l’affinité ont montré que les protéines accessoires du SRAS-CoV-2, y compris les protéines du cadre de lecture ouvert (ORF), sont riches en réticulum endoplasmique (ER) ou en organites de Golgi. Ce sont les sites où les peptides viraux sont chargés sur la molécule MHC-I et transportés à la surface cellulaire pour être présentés aux cellules T CD8+.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le VIH-1, un vecteur lentiviral basé pour exprimer tous les ORF du SRAS-CoV-2, comme indiqué dans une étude de Wu et al. et Gordon et al. Ils ont transduit des cellules 293T humaines avec ces protéines SARS-CoV-2 après deux jours. Ensuite, l’équipe a mesuré les niveaux de surface du CMH-I par cytométrie en flux (FC) à l’aide d’un anticorps monoclonal réactif à l’antigène leucocytaire pan-humain (HLA) de classe I.
De plus, les chercheurs ont examiné l’impact des ORF du SRAS-CoV-2 sur l’expression de la téthérine, une protéine antivirale de surface cellulaire qui piège les virions enveloppés bourgeonnant à travers les membranes cellulaires. Ils ont également confirmé que la régulation à la baisse du CMH-I s’est produite en utilisant un anticorps différent, spécifique du HLA-A HC.
Les chercheurs ont également construit six vecteurs d’expression chimériques SARS-CoV-2/SARS-CoV ORF7a pour cartographier les déterminants de la capacité différentielle à moduler les niveaux de MHC-I à la surface des cellules.
Résultats de l’étude
L’expression d’ORF7a a réduit les niveaux de MHC-I à la surface cellulaire d’environ cinq fois, alors que l’expression d’autres protéines virales individuelles (par exemple, ORF8) n’a pas affecté les niveaux de surface de MHC-I. Aucun des ORF viraux du SRAS-CoV-2 n’a réduit les niveaux de tetherin exprimés de manière stable à la surface des cellules 293T, soulignant la spécificité de l’effet de l’ORF7a sur le CMH-I.
ORF7a a provoqué une réduction des niveaux de surface cellulaire du CMH-I dans d’autres cellules humaines, indiquant que son activité n’est pas spécifique au type de cellule. Infection de la souche ancestrale du SRAS-CoV-2 dans les cellules A549, en particulier dans la sous-population infectée à nucléocapside positive, les niveaux de surface du CMH-I s’étaient appauvris. Cependant, la régulation à la baisse du CMH-I s’est également produite dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2 mais dépourvues d’ORF7a. Cela a indiqué l’existence de moyens supplémentaires et redondants de régulation à la baisse du CMH-I.
Des études antérieures avaient rapporté une régulation négative du CMH-I par ORF8. Cependant, les chercheurs n’ont pas observé la même chose dans les paramètres actuels de l’étude. Il a en outre réaffirmé que des mécanismes supplémentaires de régulation à la baisse du CMH-I nécessitent l’action concertée de plusieurs protéines du SRAS-CoV-2.
L’analyse Western blot a révélé le mécanisme par lequel ORF7a a régulé à la baisse l’expression du CMH-I. Lorsque les chercheurs ont transduit des cellules exprimant ORF7a avec le lentivirus ORF7a à une multiplicité d’infection (MOI) suffisante, leur CMH-I cellulaire endogène total a augmenté. Il a également montré une migration légèrement accélérée, indiquant ainsi que l’ORF7a a déclenché l’accumulation intracellulaire de MHC-I et modifié sa modification post-traductionnelle. De même, la coloration immunofluorescente du CMH-I endogène dans les cellules A549 a montré que l’ORF7a modifiait considérablement la distribution sous-cellulaire des molécules du CMH-I. Semblable aux observations de FC, il a réduit la fluorescence du MHC-I HC à la surface cellulaire tandis que le MHC-I HC intracellulaire s’accumulait. De plus, les chercheurs ont observé que le MHC-I HC intracellulaire colocalisait partiellement avec un marqueur de ER, par exemple, le composant β2M du MHC-I. Cela a indiqué que l’ORF7a bloquait le mouvement du CMH-I via la voie de sécrétion vers la surface cellulaire.
L’acide aminé unique en position 59, variable parmi les protéines ORF7a du sarbecovirus, régissait la différence d’activité de régulation négative du CMH-I, tandis que la présence d’un résidu polaire était corrélée à l’inactivité. Curieusement, les chercheurs ont également découvert que l’ORF7a du SRAS-CoV-2 était physiquement associé à la chaîne lourde du CMH-I pour inhiber la présentation de l’antigène aux cellules T CD8+.
conclusion
Jusqu’à présent, des études ont associé la régulation négative du CMH-I à des virus ayant des génomes d’acide désoxyribonucléique (ADN) et provoquant des infections chroniques. Cependant, le SRAS-CoV-2, un virus à acide ribonucléique (ARN) qui provoque une infection aiguë, pourrait acquérir un avantage concurrentiel grâce à la régulation à la baisse du CMH-I pour atténuer l’action inhibitrice des réponses immunitaires.
Dans les cas de réinfection au COVID-19, la régulation à la baisse du CMH-I limite les effets protecteurs des réponses préexistantes des lymphocytes T aux épitopes du SRAS-CoV-2. Considérant que l’infection par le SRAS-CoV-2 peut persister pendant des mois dans des sites anatomiques, tels que l’intestin, ou chez des individus présentant des réponses immunitaires sous-optimales, elle pourrait également faire évoluer les propriétés de régulation à la baisse du CMH-I.
Curieusement, l’étude a également souligné que l’interaction ORF7a MHC-I pourrait être un site de conflit génétique chez les hôtes naturels. Cependant, on ne sait pas encore dans quelle mesure ORF7a présente cette activité chez d’autres hôtes naturels, tels que les chauves-souris. Ainsi, la perte par rapport à la rétention de l’activité de régulation négative du CMH-I chez les hôtes non naturels pourrait être sporadique. La fonctionnalité différentielle des protéines ORF7a pourrait affecter la dissémination et la persistance du sarbecovirus dans les populations humaines, en particulier celles ayant déjà été infectées ou vaccinées par le sarbecovirus.
