مطالعه نشان می دهد که چگونه پروتئین پان ساربکوویروس ORF7a در فرار از ایمنی میزبان نقش دارد.


در مطالعه اخیر منتشر شده در مصونیتمحققان نشان دادند که چگونه خانواده ساربکویروس بیان سطحی پیچیده سازگاری بافتی اصلی-I (MHC-I) را کاهش می دهد تا از ایمنی سلولی فرار کند.

مطالعه: مهار ارائه آنتی ژن کمپلکس-I اصلی سازگاری بافتی توسط پروتئین های ساربکویروس ORF7a.  اعتبار تصویر: Corona Borealis Studio/Shutterstock
مطالعه: مهار ارائه آنتی ژن کمپلکس-I اصلی سازگاری بافتی توسط پروتئین های ساربکویروس ORF7a. اعتبار تصویر: Corona Borealis Studio/Shutterstock

زمینه

همه ویروس‌های بیماری‌زا معمولاً از استراتژی‌های مختلفی برای فرار از ایمنی سلولی یا مقابله با پاسخ‌های ایمنی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، سندرم حاد تنفسی شدید ویروس کرونا-2 (SARS-CoV-2)، یکی از اعضای زیرجنس ساربکوویروس، بیان سطحی کمپلکس اصلی سازگاری بافتی-I (MHC-I) را کاهش می دهد، که پپتیدهای ویروسی را به دسته ای از ویروس ها ارائه می کند. تمایز 8 (CD8) + سلول های T سیتوتوکسیک.

در واقع، همه ویروس‌های مرتبط با عفونت‌های مزمن از مکانیسم‌های مختلفی برای تخلیه MHC-I از سطوح سلولی آلوده استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، نقص ایمنی انسانی 1 (HIV-1) باعث ایجاد اندوسیتوز MHC-I ناشی از Nef از سطح سلول می شود. چندین رویکرد مبتنی بر تمایل نشان داده‌اند که پروتئین‌های جانبی SARS-CoV-2، از جمله پروتئین‌های چارچوب خواندن باز (ORF)، غنی از شبکه آندوپلاسم (ER) یا اندامک‌های گلژی هستند. این مکان‌هایی هستند که پپتیدهای ویروسی بر روی مولکول MHC-I بارگذاری می‌شوند و برای ارائه به سلول‌های CD8+ T به سطح سلول منتقل می‌شوند.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان از یک ناقل لنتی ویروسی مبتنی بر HIV-1 برای بیان همه ORF های SARS-CoV-2 همانطور که در مطالعه Wu شرح داده شده است استفاده کردند. و همکاران. و گوردون و همکاران. آنها سلول های 293T انسانی را با این پروتئین های SARS-CoV-2 پس از دو روز انتقال دادند. سپس، تیم سطوح سطح MHC-I را با فلوسیتومتری (FC) با استفاده از آنتی‌بادی تک‌کلونال واکنش‌گر کلاس I لکوسیت پان‌انسانی (HLA) اندازه‌گیری کردند.

علاوه بر این، محققان تاثیر ORF های SARS-CoV-2 را بر بیان تترین، یک پروتئین ضد ویروسی سطح سلولی که ویریون های پوششی را که از غشای سلولی جوانه می زنند، به دام می اندازد، بررسی کردند. آنها همچنین تأیید کردند که کاهش تنظیم MHC-I با استفاده از یک آنتی بادی متفاوت، خاص برای HLA-A HC رخ داده است.

محققان همچنین شش ناقل بیانی SARS-CoV-2/SARS-CoV ORF7a کایمریک ساختند تا عوامل تعیین کننده توانایی افتراقی برای تعدیل سطوح MHC-I سطح سلول را ترسیم کنند.

یافته های مطالعه

بیان ORF7a سطوح MHC-I روی سطح سلول را تقریباً 5 برابر کاهش داد، در حالی که بیان سایر پروتئین های ویروسی منفرد (به عنوان مثال ORF8) بر سطوح سطح MHC-I تأثیری نداشت. هیچ یک از ORF های ویروسی SARS-CoV-2 سطوح تترین بیان شده پایدار در سطح سلول های 293T را کاهش ندادند، که بر ویژگی اثر ORF7a بر MHC-I تأکید می کند.

ORF7a باعث کاهش سطوح سطح سلولی MHC-I در سایر سلول‌های انسانی می‌شود که نشان می‌دهد فعالیت آن مختص نوع سلولی نیست. عفونت سویه اجدادی SARS-CoV-2 در سلول های A549، به ویژه در زیرجمعیت آلوده به نوکلئوکپسید مثبت، سطوح سطح MHC-I کاهش یافته بود. با این حال، کاهش MHC-I در سلول‌های آلوده به SARS-CoV-2 اما فاقد ORF7a نیز رخ داد. این نشان دهنده وجود وسایل اضافی و اضافی از تنظیم پایین MHC-I بود.

مطالعات قبلی کاهش تنظیم MHC-I توسط ORF8 را گزارش کرده بودند. با این حال، محققان در محیط‌های مطالعه کنونی مشابهی را رعایت نکردند. همچنین نشان داد که مکانیسم‌های اضافی تنظیم پایین MHC-I به عملکرد هماهنگ چندین پروتئین SARS-CoV-2 نیاز دارد.

تجزیه و تحلیل وسترن بلات مکانیسمی را نشان داد که توسط آن ORF7a بیان MHC-I را کاهش داد. هنگامی که محققان سلول‌های بیان‌کننده ORF7a را با لنتی‌ویروس ORF7a در تعداد کافی عفونت (MOI) انتقال دادند، کل MHC-I سلولی درون‌زا آن‌ها افزایش یافت. همچنین مهاجرت کمی تسریع شده را نشان داد، بنابراین نشان می دهد که ORF7a باعث تجمع درون سلولی MHC-I شده و اصلاحات پس از ترجمه آن را تغییر داده است. به طور مشابه، رنگ آمیزی ایمونوفلورسانس MHC-I درون زا در سلول های A549 نشان داد که ORF7a به طور قابل توجهی توزیع درون سلولی مولکول های MHC-I را تغییر داد. مشابه مشاهدات FC، فلورسانس MHC-I HC را در سطح سلول کاهش داد در حالی که MHC-I HC درون سلولی انباشته شد. علاوه بر این، محققان مشاهده کردند که MHC-I HC درون سلولی تا حدی با یک نشانگر ER، به عنوان مثال، جزء MHC-I β2M، colocalized شد. این نشان داد که ORF7a حرکت MHC-I را از طریق مسیر ترشحی به سطح سلول مسدود می کند.

اسید آمینه منفرد در موقعیت 59، متغیر در بین پروتئین‌های sarbecovirus ORF7a، بر تفاوت در فعالیت تنظیم‌کننده MHC-I حاکم بود، در حالی که وجود یک باقیمانده قطبی با عدم فعالیت مرتبط بود. به طور جالبی، محققان همچنین دریافتند که SARS-CoV-2 ORF7a از نظر فیزیکی با زنجیره سنگین MHC-I برای مهار ارائه آنتی ژن به سلول های CD8 + T مرتبط است.

نتیجه گیری

تاکنون، مطالعات کاهش تنظیم MHC-I را با ویروس هایی که دارای ژنوم اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) هستند و باعث عفونت های مزمن می شوند، مرتبط کرده اند. با این حال، SARS-CoV-2، یک ویروس ریبونوکلئیک اسید (RNA) که باعث عفونت حاد می‌شود، می‌تواند از طریق تنظیم پایین MHC-I برای کاهش عملکرد بازدارنده پاسخ‌های ایمنی، مزیت رقابتی کسب کند.

در موارد عفونت مجدد COVID-19، تنظیم پایین MHC-I اثرات محافظتی پاسخ های سلول T از قبل موجود به اپی توپ های SARS-CoV-2 را محدود می کند. با توجه به اینکه عفونت SARS-CoV-2 می‌تواند برای ماه‌ها در مکان‌های آناتومیکی مانند روده یا در افرادی با پاسخ‌های ایمنی پایین‌تر باقی بماند، ممکن است ویژگی‌های تنظیم پایین MHC-I نیز در حال تکامل باشد.

به طور جالب توجهی، این مطالعه همچنین اشاره کرد که تعامل ORF7a MHC-I ممکن است محل درگیری ژنتیکی در میزبان‌های طبیعی باشد. با این حال، هنوز مشخص نیست که ORF7a تا چه حد این فعالیت را در سایر میزبان های طبیعی مانند خفاش ها نشان می دهد. بنابراین، از دست دادن در مقابل حفظ فعالیت کاهشی MHC-I در میزبان های غیر طبیعی ممکن است پراکنده باشد. عملکرد متفاوت پروتئین‌های ORF7a ممکن است بر انتشار و ماندگاری ساربکویروس در جمعیت‌های انسانی، به‌ویژه آنهایی که قبلاً عفونت یا واکسیناسیون ساربکویروس داشتند، تأثیر بگذارد.

مرجع مجله:

Fengwen Zhang، Trinity M. Zang، Eva M. Stevenson، Xiao Lei، Dennis C. Copertino، Talia M. Mota، Julie Boucau، Wilfredo F. Garcia-Beltran، R. Brad Jones و Paul D. Bieniasz. (2022). مهار ارائه آنتی ژن کمپلکس-I اصلی سازگاری بافتی توسط پروتئین های ORF7a sarbecovirus. PNAS. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.220904211 https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2209042119



منبع