Une étude récente publiée dans Rapports de cellule ont rapporté l’abrogation de l’inhibition des cellules tueuses naturelles (NK) par une protéine codée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) présentée par l’antigène leucocytaire humain E (HLA-E).
Les cellules NK sont des cellules immunitaires qui se défendent contre les infections virales comme la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Les cellules NK sont activées chez les patients infectés après l’exposition au virus ; cependant, le mécanisme par lequel les cellules NK identifient les cellules infectées par le SRAS-CoV-2 est encore inconnu.
À propos de l’étude
La présente étude a démontré comment un peptide codé par le SARS-CoV-2 formait un complexe stable avec HLA-E, facilitant ainsi l’activation des cellules NK exprimant NKG2A, ce qui réduit la réplication du SARS-CoV-2 in vitro.
Le Département d’immunologie clinique et de médecine transfusionnelle de l’Institut Karolinska a fourni des buffy coats provenant de donneurs sains. Les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) ont été isolées des couches leucocytaires collectées en utilisant une centrifugation à gradient de densité standard, puis cryoconservées. Les lignées cellulaires K562 exprimant HLA-E ont été maintenues dans une solution Roswell Park Memorial Institute (RPMI)-1640, tandis que les lignées cellulaires A549 exprimant l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) ont été maintenues dans un milieu essentiel minimum (MEM).
Les scores de liaison de l’étendue de la liaison des nonamères du cytomégalovirus humain pp65 (HCMV pp65), HLA-C et des cadres de lecture ouverts dans un génome (ORFeome) à HLA-E ont été prédits ainsi que les prédictions de traitement.
La stabilisation de la surface HLA-E a été réalisée en lavant les cellules pulsées par le peptide avec une solution de RPMI puis en les analysant à l’aide de dosages avec des cellules NK ou par cytométrie en flux ; la stabilité HLA-E/peptide a également été évaluée. Des anticorps conjugués au fluorochrome ont été utilisés pour identifier les cellules viables pour l’analyse par cytométrie en flux.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que les scores de liaison les plus élevés étaient des peptides codés par la protéine non structurale (Nsp) 13, Nsp6 et la glycoprotéine de pointe SARS-CoV-2, dans cet ordre. De plus, Nsp13 a également obtenu le score le plus élevé selon un algorithme prédisant le traitement protéasomique. L’impulsion peptidique avec des concentrations élevées de cellules K562/HLA-E a montré que la stabilité fournie à la surface HLA-E par Nsp13 et HLA-C était similaire à des concentrations plus faibles de Nsp13 que pour HLA-C. En outre, le peptide pulsant avec Nsp6 et la glycoprotéine de pointe virale a révélé une stabilisation HLA-E insignifiante.
Des simulations de dynamique moléculaire (MD) ont montré que la formation du complexe HLA-E/HLA-C et du complexe HLA-E/Nsp13 générait des niveaux d’énergie delta de liaison (ΔEb) supérieurs à ceux produits par des complexes simulés avec le peptide pp65. L’affinité de HLA-C pour HLA-E a été prédite comme étant due à la présence d’arginine en position 5 sur HLA-C. L’affinité de Nsp13 envers HLA-E était due à la présence de leucine en position 4 et de proline en position 3. Au total, l’étude a identifié Nsp13 comme un peptide codé par le SRAS-CoV-2, qui a formé des complexes stables avec HLA-E.
L’évaluation des coronavirus humains (HCoV) a montré que des altérations des positions de séquence de la structure virale entraînaient une capacité inférieure à stabiliser HLA-E. L’examen du sous-genre sarbecovirus a révélé que les échantillons prélevés dans ce genre avaient codé des peptides Nsp13 similaires aux protéines codées par le SARS-CoV-2. Dans l’ensemble, l’épitope Nsp13 du SRAS-CoV-2 qui stabilisait efficacement HLA-E était présent dans les sarbecovirus mais pas dans les HCoV.
Après analyse de la réponse des cellules NK contre les cellules HLA-E, un niveau modéré d’activité NK a été observé lorsqu’il est pulsé avec des cellules HLA-C, tandis qu’une activité KN significative a été trouvée avec la pulsation Nsp-13. De plus, l’étude a montré que les sous-populations de cellules NK exprimant le gène NKG2A avec ou sans autres récepteurs inhibiteurs étaient plus sensibles aux cellules pulsées par Nsp13 qu’aux cellules pulsées par HLA-C.
En revanche, les sous-populations de cellules NKG2A-NK n’étaient pas affectées par la présence de cellules pulsées. Ces observations ont démontré que Nsp13 augmentait la sensibilité des cellules exprimant HLA-E aux attaques des cellules NK. Cela indiquait qu’une activité accrue des cellules NK conduisait à l’inhibition des cellules NKG2A +, qui ressemblait à une auto-reconnaissance manquante.
Les cellules NKG2A + NK ont identifié les cellules Nsp13 d’une manière manquante, comme cela a été observé dans l’expression de l’activation du marqueur HLA-DR (isotype HLA-DR) et du marqueur de prolifération Ki-67. De plus, les niveaux de HLA de classe 1 sur le complexe A549-ACE2 ont été réduits après que le complexe a été infecté par le SARS-CoV-2. Cependant, l’expression de la surface HLA-E a été préservée, indiquant que des peptides provenant de sources autres que HLA-A/B/C ont été impliqués dans ce contexte.
Conclusion
Les découvertes d’étude ont prouvé que Nsp13 codé par SARS-CoV-2 et présenté par HLA-E a abrogé l’inhibition des cellules de NKG2A+ NK. La stabilité et l’efficacité des complexes HLA-E et Nsp13 ont entraîné des fonctions illimitées des cellules effectrices des cellules NK NKG2A +, entraînant une auto-reconnaissance manquante. Les chercheurs pensent que les cellules NK sont très sensibles aux changements des niveaux de HLA-E et pourraient faciliter la reconnaissance des cellules infectées par le SRAS-CoV-2.
