En un estudio reciente publicado en la PLOS Biologíalos investigadores encontraron que la proteína 15 que contiene repeticiones ricas en leucina (LRRC15), un receptor de superficie celular relacionado con el receptor toll-like (TLR), bloqueó la unión del pico (S) del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2).
Fondo
LRRC15 se expresa principalmente en las barreras inmunitarias innatas, incluida la placenta, la piel y los tejidos linfáticos. Sin embargo, los miofibroblastos pulmonares productores de colágeno humano durante la enfermedad grave por coronavirus 2019 (COVID-19) (un estado perturbado) también expresan el ácido ribonucleico mensajero (ARNm) para la proteína LRRC15, y recubre sus vías respiratorias. El estudio actual mostró que estos fibroblastos suprimen tanto la infección por SARS-CoV-2 seudotipada como la auténtica en trans.
La enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) es el principal receptor de entrada para el SARS-CoV-2 S glicoproteína. Sin embargo, los estudios aún no han identificado otros factores del huésped que promuevan la unión del SARS-CoV-2 S.
Sobre el estudio
En el presente estudio, los investigadores utilizaron un enfoque de genómica funcional imparcial llamado activación de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPRa) del genoma completo para identificar nuevos receptores que interactúan con la glicoproteína S del SARS-CoV-2. LRRC15 fue su principal éxito y confirmaron aún más su interacción con el SARS-CoV-2 S mediante citometría de flujo (FC), inmunoprecipitación y microscopía confocal.
Desarrollaron un nuevo ensayo de unión de S del SARS-CoV-2 basado en FC usando S fluorescente marcada con 488. Mezclaron HEK293T-ACE2 y células HEK293T de tipo salvaje (WT) en varias proporciones para medir la unión de S-488 por FC. Un aumento en las células de unión a S-488 indicó que este ensayo tenía una sensibilidad adecuada para ayudar en las pantallas de todo el genoma.
A continuación, probaron los clones HEK293T-CRISPRa para ver si inducían la expresión de ACE2 utilizando tres ARN de guía única independientes (sgRNA). Finalmente, se seleccionó un clon para su uso posterior para confirmar la expresión de ACE2 conferida por la unión de S-488 inducida por CRISPRa por FC.
El equipo también recolectó ácido desoxirribonucleico genómico (ADNg) de células seleccionadas con S-488 y cuantificó su abundancia mediante secuenciación. Analizaron los datos usando la plataforma de análisis MAGeCK v0.5.9.2 y trazaron usando MAGeCKFlute. Además, realizaron dos pantallas adicionales en condiciones ligeramente diferentes; en todas las pantallas, su mayor éxito fue LRRC15.
Resultados
De la familia TLR, LRRC15 es un aliado cercano de TLR5, que también reconoce una proteína bacteriana flagelina. Otros dos grupos de investigación también han descubierto que LRRC15 impulsa las interacciones de la célula S/huésped utilizando métodos de detección CRISPR similares. Una revisión publicada también encontró que LRRC15 actúa en trans para inhibir la infección por SARS-CoV-2. Juntos, estos estudios destacaron un papel principalmente novedoso para LRRC15 en patógenos similares al SARS-CoV-2 y posiblemente más.
Aunque las pantallas de pérdida y ganancia de función CRISPR (LOF y GOF) no han podido identificar previamente LRRC15, el modelo de detección CRISPR agrupado/proteína S conjugada con fluoróforo del estudio actual demostró ser un paradigma novedoso para investigar no solo las interacciones huésped/virus, sino casi cualquier otra interacción de la superficie celular.
Los investigadores notaron que la expresión de LRRC15 resultó en una regulación positiva de tres vías antivirales, proteínas inducidas por interferón con repeticiones de tetratricopéptidos (IFIT), resistencia a mixovirus (MX) y oligoadenilato sintetasa (OAS). Tenga en cuenta que los pacientes con enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) y los primates infectados con SARS-CoV-2 muestran una regulación positiva de estas proteínas.
El reconocimiento de IFN, infección viral o moléculas de patrones moleculares asociadas a patógenos (PAMP) desencadena la producción de proteínas IFIT, que, a su vez, activan respuestas antivirales por inmunidad celular. Evitar estas proteínas ayuda al SARS-CoV-2 a escapar de la respuesta inmunitaria antiviral del huésped (en este caso, los humanos). Del mismo modo, las proteínas MX inducidas por IFN muestran actividad antiviral contra múltiples virus, por ejemplo, bloquea la influenza A al alterar la clasificación de las vesículas virales dentro de los orgánulos celulares.
El marco de lectura abierto 6 (ORF6) de la proteína SARS-CoV-2 suprime la inducción de MX1; por lo tanto, aumentando la carga viral provoca una regulación al alza en su expresión. Otra proteína, OAS1, es un potente sensor de ARN de doble cadena (ds) que activa una enzima ARNasa L para degradar el ARN viral. En vivo los estudios han demostrado una correlación entre su expresión con la defensa contra los resultados graves de COVID-19.
Conclusiones
En resumen, los investigadores identificaron el LRRC15, un nuevo receptor bloqueador del SARS-CoV-2 con el potencial de regular la inmunidad innata y la reparación pulmonar. Tenía una unión de SARS-CoV-2 S comparable a ACE2; sin embargo, LRRC15 no confirió tropismo viral. La expresión de LRRC15 fue mayor en los tejidos que forman la placenta humana, la piel y los sistemas linfáticos y sirve como primera línea de defensa. En las vías respiratorias de los pulmones infectados con SARS-CoV-2, se convirtió en una estructura similar a una barrera inmune innata pronunciada. Además, para la defensa del huésped, LRRC15 encontrado en miofibroblastos productores de colágeno suprimió la producción de colágeno e impulsó programas antivirales. Aunque LRRC15 no actuó como receptor de entrada, inhibió el SARS-CoV-2 en trans.
Un informe anterior mostró que LRRC15 podría impedir la infección por adenovirus. Entonces, los investigadores plantearon la hipótesis de que también podría limitar la transmisión del SARS-CoV-2 al secuestrar viriones libres en las vías respiratorias pulmonares de pacientes con COVID-19 gravemente enfermos. También es probable que LRRC15 pueda suprimir la deposición de colágeno para proteger las vías respiratorias de los pulmones de la fibrosis durante una infección pulmonar grave.
Por lo tanto, los estudios futuros deberían investigar si el papel de LRRC15 en la inmunidad pulmonar es más amplio que las interacciones con el SARS-CoV-2 y si podría secuestrar otros antígenos microbianos.
