В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Immunity , исследователи продемонстрировали, как семейство сарбековирусов подавляет поверхностную экспрессию главного комплекса гистосовместимости-I (MHC-I), чтобы избежать клеточного иммунитета.

Фон

Все патогенные вирусы обычно используют разные стратегии, чтобы избежать клеточного иммунитета или противодействовать иммунным ответам. Например, коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома-2 (SARS-CoV-2), представитель подрода сарбековирусов, подавляет поверхностную экспрессию главного комплекса гистосовместимости-I (MHC-I), который представляет вирусные пептиды кластеру дифференцировка 8 (CD8)+ цитотоксических Т-клеток .

Фактически, все вирусы, связанные с хроническими инфекциями, используют разные механизмы для удаления MHC-I с поверхности инфицированных клеток. Например, иммунодефицит человека 1 (ВИЧ-1) запускает Nef-индуцированный эндоцитоз MHC-I с клеточной поверхности. Несколько подходов, основанных на аффинности, показали, что вспомогательные белки SARS-CoV-2, включая белки с открытой рамкой считывания (ORF), богаты эндоплазматическим ретикулумом (ER) или органеллами Гольджи. Это сайты, где вирусные пептиды загружаются в молекулу MHC-I и транспортируются на клеточную поверхность для презентации CD8+ Т-клеткам.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1 для экспрессии всех ORF SARS-CoV-2, как указано в исследовании Wu et al . и Гордон и др . Они трансдуцировали человеческие клетки 293T этими белками SARS-CoV-2 через два дня. Затем команда измерила поверхностные уровни MHC-I с помощью проточной цитометрии (FC) с использованием панчеловеческого лейкоцитарного антигена (HLA) класса I, реактивного моноклонального антитела.

Кроме того, исследователи изучили влияние ORF SARS-CoV-2 на экспрессию тетерина, противовирусного белка клеточной поверхности, который улавливает оболочечные вирионы, почкующиеся через клеточные мембраны. Они также подтвердили, что подавление MHC-I происходило с использованием другого антитела, специфичного для HLA-A HC.

Исследователи также сконструировали шесть химерных векторов экспрессии ORF7a SARS-CoV-2/SARS-CoV, чтобы картировать детерминанты дифференциальной способности модулировать уровни MHC-I на клеточной поверхности.

Результаты исследования

Gaia Herbs, Mighty Lungs, 60 веганских жидких фито-капсул

Экспрессия ORF7a снижала уровни MHC-I на клеточной поверхности примерно в пять раз, тогда как экспрессия других отдельных вирусных белков (например, ORF8) не влияла на уровни MHC-I на поверхности. Ни одна из ORF вируса SARS-CoV-2 не снижала уровни тетерина, стабильно экспрессирующегося на поверхности клеток 293T, что подчеркивает специфичность действия ORF7a на MHC-I.

ORF7a вызывал снижение уровней клеточной поверхности MHC-I в других клетках человека, указывая на то, что его активность не является специфичной для типа клеток. Инфекция предкового штамма SARS-CoV-2 в клетках A549, особенно в инфицированной нуклеокапсид-положительной субпопуляции, поверхностные уровни MHC-I истощились. Однако подавление MHC-I также происходило в клетках, инфицированных SARS-CoV-2, но без ORF7a. Это указывало на существование дополнительных избыточных средств подавления MHC-I.

В предыдущих исследованиях сообщалось о подавлении MHC-I с помощью ORF8. Однако исследователи не наблюдали того же в текущих условиях исследования. Далее было подтверждено, что дополнительные механизмы подавления MHC-I требуют согласованного действия нескольких белков SARS-CoV-2.

Вестерн-блоттинг выявил механизм, с помощью которого ORF7a подавляет экспрессию MHC-I. Когда исследователи трансдуцировали клетки, экспрессирующие ORF7a, лентивирусом ORF7a при достаточной множественности заражения (MOI), их общий эндогенный клеточный MHC-I увеличился. Он также показал слегка ускоренную миграцию, что указывает на то, что ORF7a запускает внутриклеточное накопление MHC-I и изменяет его посттрансляционную модификацию. Сходным образом иммунофлуоресцентное окрашивание эндогенного MHC-I в клетках A549 показало, что ORF7a заметно изменяет внутриклеточное распределение молекул MHC-I. Подобно наблюдениям FC, это уменьшило флуоресценцию MHC-I HC на поверхности клетки, в то время как внутриклеточное накопление MHC-I HC. Кроме того, исследователи заметили, что внутриклеточный HC MHC-I частично колокализуется с маркером ER, например, Компонент MHC-I β2M. Это указывало на то, что ORF7a блокировала движение MHC-I по секреторному пути к клеточной поверхности.

Единственная аминокислота в положении 59, вариабельная среди белков ORF7a сарбековируса, определяет разницу в подавляющей активности MHC-I, в то время как присутствие полярного остатка коррелирует с неактивностью. Интересно, что исследователи также обнаружили, что ORF7a SARS-CoV-2 физически связана с тяжелой цепью MHC-I, чтобы ингибировать презентацию антигена CD8+ Т-клеткам.

Выводы

До сих пор исследования связывали подавление MHC-I с вирусами, имеющими геном дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и вызывающими хронические инфекции. Однако SARS-CoV-2, вирус рибонуклеиновой кислоты (РНК), вызывающий острую инфекцию, может получить конкурентное преимущество за счет подавления MHC-I для смягчения ингибирующего действия иммунных реакций.

В случаях повторного заражения COVID-19 подавление MHC-I ограничивает защитные эффекты ранее существовавших Т-клеточных ответов на эпитопы SARS-CoV-2. Учитывая, что инфекция SARS-CoV-2 может сохраняться в течение нескольких месяцев в анатомических участках, таких как кишечник, или у людей с субоптимальным иммунным ответом, она может также развивать свойства подавления MHC-I.

Интересно, что исследование также показало, что взаимодействие ORF7a MHC-I может быть местом генетического конфликта у естественных хозяев. Однако до сих пор остается неясным, в какой степени ORF7a проявляет эту активность у других естественных хозяев, таких как летучие мыши. Таким образом, потеря или сохранение активности подавления MHC-I у неестественных хозяев может быть спорадической. Дифференциальная функциональность белков ORF7a может влиять на распространение и персистенцию сарбековируса в человеческих популяциях, особенно в тех, которые ранее были инфицированы сарбековирусом или вакцинированы.