Comment le système ISG15/ISGylation module-t-il l’infection par le virus de la vaccine ?

Comment le système ISG15/ISGylation module-t-il l’infection par le virus de la vaccine ?

Dans une étude récente publiée dans bioRxiv * Server a montré aux chercheurs comment le gène 15 stimulé par l'interféron (ISG15) est impliqué dans la propagation du virus de la vaccine (VACV).

Studie: ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

Cet article de presse était une revue d'un rapport scientifique préliminaire qui n'avait pas été évalué par des pairs au moment de la publication. Depuis sa publication initiale, le rapport scientifique a été évalué par des pairs et accepté pour publication dans une revue universitaire. Des liens vers les rapports préliminaires et évalués par des pairs se trouvent dans la section Sources à la fin de cet article. Afficher les sources

arrière-plan

ISG15 module un protéome viral en codant pour un petit modificateur post-traductionnel de type ubiquitine qui régule plusieurs voies cellulaires au sein de l'hôte. Ainsi, il exerce des activités antivirales contre plusieurs virus qui provoquent des maladies mortelles chez l'homme [par exemple, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH)].

Les poxvirus, y compris le VACV, sont des virus à acide désoxyribonucléique (ADN) linéaire double brin enveloppés qui se répliquent entièrement dans le cytoplasme des cellules infectées. Ils ont développé deux forces uniques et spécialisées – les virions matures intracellulaires (MV) et les virions extracellulaires (EV) – pour se propager et conquérir de nouveaux territoires aux dépens des ressources de leur hôte. Les véhicules électriques dérivés des MV se transmettent au sein de l'hôte et provoquent des infections systémiques. D'autre part, les MV enveloppés dans le réseau trans-Golgi (TGN) ou les membranes endosomales de l'hôte prennent en charge la transmission du VACV entre deux hôtes.

Le premier se propage après la lyse cellulaire, tandis que le second se propage à partir des cellules vivantes via les queues d'actine. De plus, les deux formes virales ont des compositions protéiques différentes et diffèrent entre les différentes souches de VACV. On ne comprend pas encore pleinement le rôle que joue l’excrétion virale dans la transmission des virus de la variole. Étant donné que les humains ont été confrontés à de multiples attaques de virus au cours du dernier million d’années, une meilleure compréhension des mécanismes utilisés par les virus pour infecter est essentielle pour remporter la prochaine grande bataille contre eux. Le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un bon exemple de la façon dont certains virus peuvent provoquer des pandémies avec des taux de mortalité élevés.

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des fibroblastes embryonnaires de souris (MEF) pour démontrer comment le système ISG15/ISGylation module l’infection par le VACV. Ils ont infecté des MEF immortalisés ISG15+/+ ou ISG15-/- avec la souche VACV International Health Department-J (IHD-J). Ils ont purifié les virions intracellulaires par ultracentrifugation à travers un coussin de saccharose à 20 %, qu'ils ont préparé pour la chromatographie liquide avec analyse par spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS).

Aux moments indiqués après l’infection, l’équipe a séparé les protéines par électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium-polyacrylamide (SDS-PAGE). Enfin, ils ont analysé l’expression des protéines virales précoces (E3) et tardives (A27, A4) par Western blot et ont utilisé des anticorps spécifiques pour identifier les protéines VACV qui interagissent avec ISG15.

Résultats de l'étude

L'absence d'ISG15 dans le MEF (ISG15-/-MEF) infecté par le VACV IHD-J a montré une production réduite d'EV. De plus, ces cellules ont montré une accumulation d'IHD-J dans le cytoplasme et une clairance des plaques en forme de comète par rapport à Isg15+/+ MEF.

L'analyse protéomique quantitative des virions purifiés d'Isg15-/-MEF a montré que ces cellules étaient enrichies en protéines provenant à la fois des MV et des virions enveloppés, confirmant en outre l'accumulation de différentes formes de virus dans ces cellules. De plus, les auteurs ont découvert que la protéine annulaire 213 (RNF213), un capteur des protéines ISGylées, figurait parmi les protéines cellulaires les moins abondantes dans les échantillons Isg15 −/−. Par conséquent, l’interaction de RNF213 avec ISG15 pourrait également être pertinente pour la réponse antivirale contre le VACV.

Des expériences avec un virus recombinant exprimant ISG15 marqué par V5 ont montré qu'une protéine A36 est essentielle à la formation de la queue d'actine et peut interagir avec ISG15. Les chercheurs ont également observé une régulation positive d'une protéine B5 dans des virions purifiés à partir de cellules Isg15-/-. Il est impliqué dans la formation de l'IEV et la polymérisation de la queue d'actine. Dans l’ensemble, les résultats de l’étude suggèrent qu’en l’absence d’ISG15, la libération d’EV et la formation de queues d’actine étaient altérées.

L'analyse par microscopie électronique à transmission (TEM) a révélé que les particules virales intracellulaires étaient augmentées dans les cellules Isg15 −/− infectées par IHD-J. Étonnamment, la quantification des virions infectieux intracellulaires à l'aide du test sur plaque n'a montré aucune différence entre les génotypes, ce qui suggère que de nombreuses particules accumulées dans les cellules Isg15 −/− pourraient être défectueuses et non infectieuses.

Conclusions

Les poxvirus ont fait l'objet d'une attention renouvelée en raison de l'émergence récente du virus de la variole du singe (MPXV), un orthopoxvirus zoonotique qui infecte les humains. Heureusement, le MPXV a entraîné une mortalité nettement inférieure à celle du VARV, l'agent étiologique de la variole. Cependant, on craint de plus en plus qu’il puisse à l’avenir conquérir la niche écologique autrefois occupée par le VARV. Par conséquent, la présente étude a examiné les preuves de la manière dont les facteurs de restriction de l’hôte contrôlent les mécanismes de propagation du poxvirus.

Dans l’un de leurs articles précédents, les auteurs ont découvert qu’ISGylation inhibe la production d’exosomes, qui sont des vésicules sécrétées dans l’environnement extracellulaire, un peu comme les véhicules électriques. Par conséquent, ils ont émis l’hypothèse que les véhicules électriques utilisent un mécanisme similaire à celui des exosomes et qu’ISG15 pourrait détecter quelles formes infectieuses du VACV sont produites pour la propagation du virus.

Bien que les résultats de l’étude indiquent des interactions ISG15 avec plusieurs protéines VACV, le résultat de ces interactions reste à élucider. Une compréhension plus approfondie des réponses antivirales médiées par ISG15 pourrait ouvrir la voie au développement de médicaments efficaces contre plusieurs virus qui infectent les humains.

Cet article de presse était une revue d'un rapport scientifique préliminaire qui n'avait pas été évalué par des pairs au moment de la publication. Depuis sa publication initiale, le rapport scientifique a été évalué par des pairs et accepté pour publication dans une revue universitaire. Des liens vers les rapports préliminaires et évalués par des pairs se trouvent dans la section Sources à la fin de cet article. Afficher les sources

Références :

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Bécares, M. et al. (2022) „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.10.27.514002. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.27.514002v1
• Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
  Bécares, Martina, Manuel Albert, Céline Tárrega, Rocío Coloma, Michela Falqui, Emma K. Luhmann, Lilliana Radoshevich und Susana Guerra. 2023. „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Vaccinia-Virus-Virionen erforderlich.“ Virologie, April. https://doi.org/10.1128/spectrum.04508-22. https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.04508-22.

Révisions d'articles

• 17. Mai 2023 – Das vorab gedruckte vorläufige Forschungspapier, auf dem dieser Artikel basiert, wurde zur Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift angenommen. Dieser Artikel wurde entsprechend bearbeitet und enthält nun einen Link zum endgültigen, von Experten begutachteten Artikel, der jetzt im Abschnitt „Quellen“ angezeigt wird.