Белок ORF9c коронавируса ослабляет иммунный ответ

Ученые из США провели протеомный, интерактомный и транскриптомный анализ и показали, что белок ORF9c нового коронавируса способствует уклонению патогена от иммунного ответа. Работа размещена в базе bioRxiv.

Геном SARS-CoV-2 содержит 15 открытых рамок считывания (ORF), которые кодируют 29 вирусных белков. Так, ORF1a и ORF1ab отвечают за белки, формирующие репликазно-транскриптазный комплекс, ORF2 кодирует S-белок, ORF4 — белок оболочки, ORF5 — мембранный белок, а ORF9 — нуклеокапсид. Остальные девять открытых рамок считывания соответствуют менее изученным вспомогательным белкам, у семи из которых отсутствует каталитическая активность.

Авторы новой работы экспрессировали эти семь белков по отдельности в клеточной линии рака легкого А549 и обнаружили, что продукт ORF9c особенно нестабилен, а при обработке клеток ингибитором протеасом его концентрация значительно повышается. Чтобы составить карту молекулярных взаимодействий ORF9c, ученые навешивали на него стрептавидиновые метки, трансфецировали им А549, через 24 часа проводили иммунопреципитацию и анализировали полученный материал с помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии. Выяснилось, что ORF9c взаимодействует в основном с мембранными белками клетки, в том числе с белками мембранных органелл.

Дальнейший масс-спектрометрический анализ показал, что экспрессия ORF9c приводит к существенным изменениям протеома клетки. В частности, происходит даунрегуляция белков, ассоциированных с интерфероновым сигналингом. Кроме того, снижается уровень белков, участвующих в презентации антигена (белки HLA, β2M и транспортеры антигена TAP1 и TAP2). Это говорит о том, что ORF9c ингибирует противовирусный ответ клетки и способствует уклонению SARS-CoV-2 от иммунной системы.

Транскриптомные изменения, происходящие в клетках A549 при экспрессии ORF9c, изучали с помощью секвенирования РНК. Было показано снижение количества транскриптов генов системы комплемента и повышение экспрессии белков сигнального пути IL-6.

Ученые заметили, что в клетках A549, обработанных или не обработанных ингибитором протеасом, экспрессия некоторых белков в ответ на ORF9c менялась по-разному. Наиболее заметные различия регистрировались для компонентов убиквитин-зависимой деградации белков (UBP) и развернутого белкового ответа (UPR). Ученые предположили, что ORF9c индуцирует изменения экспрессии белков UBP, которые, в свою очередь, влияют на стабильность белков, вовлеченных в цитокиновый сигналинг, презентацию антигена и врожденный иммунитет. С помощью скрининга, основанного на РНК-интерференции, авторы проверили более 1 100 генов и идентифицировали три белка, экспрессия которых может быть связана с работой ORF9c: АТФазу VCP, субъединицу протеасомы PSMD2 и фактор созревания протеасомы POMP. Далее они протестировали несколько препаратов, ингибирующих эти белки. Наиболее эффективным оказалось соединение MNS-873, подавляющее активность VCP. В клетках, трансфецированных ORF9c, при обработке MNS-873 восстанавливалась экспрессия генов иммунного ответа.

Авторы считают, что ингибирование VCP или протеасом можно рассматривать как дополнение к стандартной терапии COVID-19. Другой подход может быть направлен на блокирование связывания ORF9c с клеточными мембранами. Для окончательных выводов необходимы дальнейшие исследования на других типах клеток и на модельных животных.