Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère actuellement en circulation (SRAS-CoV-2) a fait des ravages énormes sur la vie humaine, la santé et l’activité économique dans le monde entier. Malgré la mortalité enregistrée de plus de 2,4 millions, la pathogenèse de ce virus reste incertaine.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Centre de santé de l’Université du Connecticut, aux États-Unis, rapporte la nature cruciale du récepteur de reconnaissance des formes pathogènes (PRR), en particulier les deux RLR, le gène I inductible par l’acide rétinoïque (RIG-I) et la différenciation du mélanome associée protéine 5 (MDA5), pour déclencher des réponses immunitaires de la cellule hôte au sein de la cellule. Les RLR sont des capteurs d’ARN viral.
L’équipe a publié les résultats de son étude sur la bioRxiv * serveur de pré-impression.
Sommaire
L’importance des RLR
La réponse immunitaire innée à une infection virale est initiée par les récepteurs de reconnaissance de formes pathogènes (PRR), y compris les lectines de type C, les récepteurs Toll-like (TLR), les récepteurs analogues au gène I inductible par l’acide rétinoïque (RIG-I) (RLR), et les récepteurs de type domaine d’oligomérisation de liaison aux nucléotides (NOD) (NLR).
Les RLR dans le cytoplasme se lient à l’ARN viral et subissent ensuite une translocation. Ce complexe se lie à la protéine de signalisation antivirale mitochondriale (MAVS), activant une voie de signalisation qui aboutit finalement à la transcription des gènes immunitaires de l’hôte, y compris les gènes clés de l’interféron (IFN) qui sont les répondeurs rapides dans cette situation.
Avec les virus à ARN, les RLR RIG-1 et MDA5 sont les PRR pivots, mais montrent des préférences différentielles avec différents virus à ARN. Le rôle qu’ils jouent dans l’infection par le SRAS-CoV-2 n’est pas clair et est au centre de la pré-impression actuelle.
Une infection parallèle par le SRAS-CoV-2 dans des lignées cellulaires exprimant RIG-1, MDA5 et MAVS, ainsi que dans des cellules knock-out où chacune d’elles était précisément réduite au silence, a été obtenue et les réponses IFN ont été évaluées.
Charge virale
Les chercheurs ont découvert que la charge d’ARN viral dans les cellules knock-out était plus élevée de 2 à 3,5 fois dans tous les cas, 24 heures après l’infection. À 72 heures, la charge d’ARN viral était plus élevée de 5 à 12 fois. Les titres viraux extracellulaires étaient également beaucoup plus élevés dans les milieux entourant les cellules knock-out que les cellules de type sauvage, de deux lignées cellulaires différentes.
Réponses immunitaires antivirales
L’étude a également montré une augmentation constante de l’ARNm codant pour IFNB1 et IL29 (un IFN de type III), ainsi que du gène stimulé par l’interféron (ISG15), au fil du temps dans les cellules de type sauvage infectées, mais pas dans la même mesure dans MDA5 et MAVS cellules knock-out.
Les surnageants de ces cellules ont également montré des niveaux inférieurs de protéines de ligand 10 de chimiokine à motif IFN-ß et CXC (CXCL10) par rapport aux cellules de type sauvage. Fait intéressant, les IFN de type II et de type III, ainsi que l’ISG15, ont été exprimés à des niveaux plus élevés dans les cellules knock-out RIG-1. Cela peut suggérer que la présence de ces récepteurs est corrélée à un mécanisme antiviral indépendant, contrairement au mécanisme IFN-dépendant opérant dans les autres cas.
De même, le récepteur de la cellule hôte pour le virus, l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), a montré une régulation positive constante au cours de l’infection dans les cellules de type sauvage. Même ainsi, les cellules knock-out RIG-1 avaient des niveaux d’ARNm 2,5 fois plus élevés par rapport aux autres cellules knock-out ou dans les cellules de type sauvage. Cela peut signifier que ce système de récepteurs supprime l’expression de ACE2.
Validation fonctionnelle des knockouts géniques par CRISPR-Cas9. a) Les immunoblots montrent une efficacité de désactivation du gène dans les cellules Calu-3. La ß-actine est un gène domestique et sert de contrôle de la charge protéique. b) Images microscopiques fluorescentes de VSV-GFP à plusieurs moments après l’infection (pi). Grossissement: 100 x. DIC: contraste d’interférence différentiel. Les résultats sont représentatifs de deux expériences indépendantes reproductibles.
RLR dans l’épithélium pulmonaire
Les chercheurs ont ensuite tenté de comprendre les principales voies PRR dans l’épithélium pulmonaire, étant la cible principale du SRAS-CoV-2, et donc le premier emplacement pour les réponses antivirales de l’hôte. Il est à noter que les RLR fonctionnent dans toutes les cellules et tous les tissus, contrairement aux TLR, qui remplissent la même fonction de détection d’ARN viral, mais uniquement dans les cellules immunitaires.
Ils ont constaté que dans l’épithélium pulmonaire, MDA5 est le principal système de signalisation RLR, mais son knock-out, et celui du MAVS, n’ont pas complètement empêché l’induction des IFN. Ainsi, d’autres PRR peuvent également jouer un rôle dans la signalisation antivirale.
Le knockout RIG-1 a laissé les réponses IFN intactes dans l’infection par le SRAS-CoV-2, mais n’a pas eu d’impact sur les taux de réplication virale croissants. Cela soutient l’activité indépendante de RIG-1 contre l’infection virale, plutôt que via MAVS ou IFN.
Ici encore, l’expression d’ACE2 était 2,5 fois plus élevée dans les cellules knock-out RIG-1 une heure après l’infection, par rapport aux cellules de type sauvage et autres cellules knock-out RLR.
Mécanismes possibles de RIG-1
Ceci suggère la possibilité que l’activité antivirale de RIG-1 puisse comprendre l’inhibition de l’entrée virale dans la cellule hôte en empêchant l’expression de son récepteur, ACE2.
Une autre explication pourrait être que RIG-1 a un large spectre de fonctions antivirales en l’absence de réponses IFN normales, telles que l’initiation de l’expression d’effecteur antiviral, via une voie de signalisation indépendante de l’IFN, de la Janus kinase (JAK) et du transducteur de signal et de l’activateur de la transcription (STAT) activité.
Ces mécanismes comprennent la prévention de la liaison normale de la polymérase de l’hépatite B avec l’ARN viral, qui à son tour empêche la réplication virale. Avec la grippe A, la liaison de RIG-1 à la nucléocapside peut supprimer la réplication par un mécanisme direct.
Quelles sont les implications?
Avec le virus actuel, RIG-1 et MDA5 peuvent déplacer les protéines virales déjà liées de leurs emplacements sur l’ADN double brin (ds), prouvant ainsi que leur activité antivirale est largement inhibitrice contre de nombreux virus, tout en étant indépendante du MAVS ou des IFN. .
Alors qu’une étude récente a montré que le RIG-1 peut ne pas être vital pour supprimer l’infection par le SRAS-CoV-2, les résultats ci-dessus sont discordants, peut-être en raison des différentes méthodes utilisées.
Étant donné que MDA5 semble être central dans la détection de l’ARN viral et l’activation de la réponse immunitaire, et que RIG-1 semble avoir une activité antivirale indépendante de l’IFN, les chercheurs suggèrent d’explorer les mimétiques de MDA5 pour une efficacité thérapeutique contre l’infection par le SRAS-CoV-2.
*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.
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