Тяжелая форма коронавирусной болезни 2019 г. (COVID-19) связана с развитием острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), характеризующегося обострением воспаления в легких и значительным повышением выработки цитокинов. Повышенная экспрессия генов, связанных с выработкой интерферона, часто наблюдается у лиц, инфицированных тяжелым острым респираторным синдромом, коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), возбудителем COVID-19, хотя уровни в сыворотке часто неожиданно низкие. Было также показано, что интраназальное, но не внутривенное введение интерферона типа I является полезным для мышей, инфицированных SARS-CoV-2, что позволяет предположить, что способ, которым клетки дыхательных путей и альвеол обнаруживают вирус и реагируют на него, продуцируя интерферон. могли пострадать в результате заражения.

Ранний клеточный ответ на вирусное заражение в значительной степени опосредуется белками, которые обнаруживают чужеродные последовательности нуклеиновых кислот в цитозоле. Ген I-подобные рецепторы, индуцируемые ретиноевой кислотой, представляют собой семейство белков рецепторов распознавания образов, которые участвуют в распознавании коронавирусов. Двумя белками в этом семействе, которые обнаруживают специфические типы структуры РНК, являются: индуцируемый ретиноевой кислотой ген 60 I (RIG-I) и белок 5, связанный с дифференцировкой меланомы (MDA5). После связывания с вирусной РНК эти белки запускают сигнальный каскад, который приводит к выработке цитокинов, таких как интерферон. В статье, недавно загруженной на сервер препринтов bioRxiv *, исследователи исследовали влияние инфекции SARS-CoV-2 на функцию RIG-I и MDA5 и, в конечном итоге, на выработку интерферона.

Роль рецепторов распознавания образов в восприятии SARS-CoV-2

Группа провела скрининг нескольких клеточных линий на их способность принимать SARS-CoV-2 и выявлять вирусную нуклеокапсидную РНК в течение 24 часов, обнаружив, что клетки Calu-3, HEK293 и Huh7 могут быть хозяевами вируса, но только Calu- 3 клетки индуцировали определяемый цитокиновый ответ. Клетки Calu-3 происходят из ткани легких человека и поэтому могут быть лучше эволюционированы для обеспечения иммунного ответа против коронавирусов. При инфицировании наблюдалась повышающая регуляция интерферонов типа I и III, наряду с другими провоспалительными цитокинами, такими как интерлейкин-6, и активировались основные иммунные сигнальные пути, включая RIG-I и MDA5.

Короткая шпилечная РНК (кшРНК) представляет собой синтетическую молекулу, используемую для подавления экспрессии генов посредством РНК-интерференции. shRNA использовали для нокдауна митохондриального антивирусного сигнального белка (MAVS), с которым и RIG-I, и MDA5 должны взаимодействовать после связывания с вирусной РНК. Нокдаун-клетки испытывали более высокую нагрузку SARS-CoV-2 и демонстрировали истощенные уровни интерферона, хотя уровни мРНК, кодирующей некоторые другие цитокины (интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли), не изменились.

Клетки с отключенным MDA5 или регуляторным фактором 3 интерферона (IRF3), который активируется ниже MAVS, показали самую низкую концентрацию кодирующих интерферон мРНК в ответ на инфекцию SARS-CoV-2, при этом также сохранялись IL-6 и TNF. уровни. Нокаут RIG-I или стимулятор генов интерферона (STING), цистолический ДНК-сенсор, мало повлиял на инфекцию SARS-CoV-2, что позволяет предположить, что цистолический путь GMP-AMP-синтаза-STING не участвует в SARS-CoV-2. зондирование.

Подавление интерферона SARS-CoV-2

Группа продемонстрировала, что РНК-сенсор MDA5 и его нижестоящие партнеры MAVS и IRF3 участвуют в реакции интерферона типа I и III на SARS-CoV-2, в то время как RIG-I в значительной степени не участвует, как было подтверждено несколькими другими исследования. Однако авторы выделяют несколько сообщений о противоположных результатах, которые включают указания на то, что RIG-I участвует в зондировании дополнительно или вместо MDA5. В иммунный ответ вовлечен широкий спектр других рецепторов распознавания образов, и причина наблюдаемых вариаций еще не до конца понятна. Например, было показано, что система STING активируется после повреждения клеток другими инфекциями, такими как вирус денге. Хотя реакция на коронавирус еще не известна, он может стать активным в моменты времени позже, чем наблюдалось в этом исследовании.

Важно отметить, что группа заметила, что инфицированные клетки демонстрируют пониженную продукцию белка MxA по сравнению с неинфицированными сторонними наблюдателями, ингибитора вируса, экспрессируемого в ответ на интерферон, IL-6 и другие цитокины. Это говорит о том, что SARS-CoV-2 подавляет вышестоящий элиситор этого белка, обозначенного как интерферон, путем кодирования вирусного белка, который вмешивается в систему, как было предложено в этой и других работах. Известно, что открытая рамка считывания 3a SARS-Cov-1 нацелена и ингибирует рецептор интерферона альфа / бета, широко распространенный мембранный рецептор интерферона I типа, и группа предполагает, что SARS-CoV-2, вероятно, продуцирует дополнительные белки, которые блокируют передачу сигналов интерферона. .

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.