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Article de méthode

Identifier les caspases et leurs motifs qui clivent les protéines lors de l’infection par le virus de la grippe A

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DOI :

10.3791/64189

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21 juillet 2022

Dans cet article

Résumé

L’infection par le virus de la grippe A (IAV) active les caspases qui clivent les protéines de l’hôte et les protéines virales, qui, à leur tour, ont des fonctions provirales et antivirales. En utilisant des inhibiteurs, l’interférence ARN, la mutagénèse dirigée et des techniques de transfert Western et de RT-qPCR, les caspases dans les cellules de mammifères infectées qui clivent la cortactine de l’hôte et les histone désacétylases ont été identifiées.

Résumé

Les caspases, une famille de cystéines protéases, orchestrent la mort cellulaire programmée en réponse à divers stimuli, y compris les infections microbiennes. Initialement décrite comme se produisant par apoptose, la mort cellulaire programmée est maintenant connue pour englober trois voies interconnectées: la pyroptose, l’apoptose et la nécroptose, inventées ensemble comme un seul processus, PANoptosis. L’infection virale Influence A (IAV) induit une panoptique dans les cellules de mammifères en induisant l’activation de différentes caspases, qui, à leur tour, clivent diverses protéines hôtes et virales, conduisant à des processus tels que l’activation de la réponse antivirale innée de l’hôte ou la dégradation des protéines antagonistes de l’hôte. À cet égard, le clivage médié par la caspase 3 de la cortactine de l’hôte, de l’histone désacétylase 4 (HDAC4) et de l’histone désacétylase 6 (HDAC6) a été découvert dans des cellules épithéliales animales et humaines en réponse à l’infection par le VIA. Pour démontrer cela, des inhibiteurs, des interférences ARN et une mutagénèse dirigée ont été utilisés et, par la suite, le clivage ou la résistance au clivage et la récupération des polypeptides cortactin, HDAC4 et HDAC6 ont été mesurés par transfert Western. Ces méthodes, associées à la RT-qPCR, constituent une stratégie simple mais efficace pour identifier l’hôte ainsi que les protéines virales subissant un clivage médié par la caspase lors d’une infection par le virus IAV ou d’autres virus humains et animaux. Le présent protocole élabore les résultats représentatifs de cette stratégie, et les moyens de la rendre plus efficace sont également discutés.

Introduction

Le virus de la grippe A (IAV) est le membre prototypique de la famille des Orthomyxoviridae et est connu pour causer des épidémies mondiales et des pandémies imprévisibles. L’IAV provoque une maladie respiratoire humaine, la grippe, communément appelée « grippe ». La grippe est une maladie aiguë qui entraîne l’induction de réponses immunitaires innées pro et anti-inflammatoires de l’hôte et la mort des cellules épithéliales dans les voies respiratoires humaines. Les deux processus sont régis par un phénomène appelé mort cellulaire programmée1. La signalisation de la mort cellulaire programmée est induite dès que divers récepteurs de re....

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Protocole

Les approbations réglementaires ont été obtenues du comité institutionnel de sécurité biologique de l’Université d’Otago pour travailler avec l’IAV et les cellules de mammifères. Les cellules A549 alvéolaires alvéolaires du rein canin Madin-Darby (MDCK) ou du poumon humain et les sous-types IAV H1N1 ont été utilisés pour la présente étude. IAV a été cultivé dans des œufs de poule, comme décrit ailleurs17. Des conditions stériles et aseptiques ont été utilisées pour travailler avec des cellules de mammifères, et une installation de niveau de biosécurité 2 (ou confinement physique 2) et une enceinte de biosécurité de classe II ont été utilisées p....

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Résultats

Traitement par inhibiteur de la caspase 3
Il a été découvert que les polypeptides de cortactine, HDAC4 et HDAC6 de l’hôte subissent une dégradation en réponse à l’infection par le VAI dans les cellules canines (MDCK) et humaines (A549, NHBE) 7,8,9. En utilisant les approches ci-dessus, il a été découvert que les caspases hôtes induites par l’IAV, en particulier les caspases 3, provoquent leur dégradation

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Discussion

Il est établi que les virus adaptent les facteurs et les voies de l’hôte à leur avantage. À leur tour, les cellules hôtes résistent à cela en employant diverses stratégies. L’une de ces stratégies est PANoptosis, que les cellules hôtes utilisent comme stratégie antivirale contre les infections virales. Cependant, des virus comme IAV ont développé leurs propres stratégies pour contrer PANoptosis et l’exploiter à leur avantage 1,3,6.

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Déclarations de divulgation

L’auteur n’a aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

L’auteur remercie Jennifer Tipper, Bilan Li, Jesse vanWestrienen, Kevin Harrod, Da-Yuan Chen, Farjana Ahmed, Sonya Mros, Kenneth Yamada, Richard Webby, le BEI Resources (NIAID), le Health Research Council of New Zealand, le Maurice and Phyllis Paykel Trust (Nouvelle-Zélande), le H.S. and J.C. Anderson Trust (Dunedin), le Département de microbiologie et d’immunologie et l’École des sciences biomédicales (Université d’Otago).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Cellules A549ATCCCRM-CCL-185Humain, épithélial, pulmonaire
Chlorure d’ammoniumSigma-AldrichA9434
Inhibiteur de la caspase 3Sigma-Aldrich264156-MAussi connu sous le nom de 'InSolution Caspase-3 Inhibitor II - Calbiochem’cOmplete
, Mini Inhibiteur de Protéase CocktailRoche11836153001
Chèvre anti-NP anticorps Don de Richard Webby (St Jude Children' s Research Hospital, Memphis, États-Unis) à MH
Lipofectamine 2000 Réactif de transfectionThermoFisher Scientific31985062
Lipofectamine RNAiMAX Réactif de transfectionThermoFisher Scientific13778150
cellules MDCKATCCCCL-34Chien, épithélial, rein
MG132Sigma-AldrichM7449
Minimum Essentiel Medium (MEM)ThermoFisher Scientific11095080Ajouter de la L-glutamine, des antibiotiques ou d’autres suppléments si nécessaire
MISSION siRNA Universal Negative Control #1Imageur Sigma-AldrichSIC001
Odyssey Fc avec le logiciel Image Studio Lite 5.2  ;LI-COROdyssey Fc a été remplacé par Odyssey XF et le logiciel Image Studio Lite a été remplacé par le logiciel Empiria Studio.
Pierce BCA Protein Assay KitThermoFisher Scientific23225
Plasmide exprimant la fusion cortactine-GFP humaine  ;Addgene50728Don de Kenneth Yamada à Addgene
Petit ARN interférent (ARNi) préconçu pour la caspase 3Sigma-AldrichNM_004346ID de siRNA : SASI_Hs01_00139105
Petit ARN interférent préconçu pour la caspase 6Sigma-AldrichNM_001226ID de siRNA : SASI_Hs01_00019062
Petit ARN interférent préconçu pour la caspase 7Sigma-AldrichNM_001227ID siRNA : SASI_Hs01_00128361
d’amorces SYBR Green RT-qPCR préconçuesSigma-AldrichKSPQ12012Paires d’amorces : H_CASP3_1 ; H_CASP6_1 ; H_CASP7_1
Membrane nitrocellulosique Protran PremiumCytiva (Fomerly GE Healthcare)10600003
Anticorps anti-actine de lapinAbcamab8227
Anticorps anti-cortactine de lapinSignalisation cellulaire3502
Anticorps anti-GFP de lapinTakara632592
SeeBlue Protéine pré-colorée StandardThermoFisher Milieu deScientific LC5625
, Opti-MEMThermoFisher Scientific11668019
Tris-HCl, NaCl, SDS, Désoxycholate de sodium, Triton X-100Merck
Trypsine,Sigma-Aldrich4370285
paires transfection traité TPCK

Références

  1. Place, D. E., Lee, S., Kanneganti, T. -D. PANoptosis in microbial infection. Current Opinion in Microbiology. 59, 42-49 (2021).
  2. Zheng, M., Kanneganti, T. -D. The regulation of the ZBP1-NLRP3 inflammasome and its implications in....

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Réimpressions et autorisations

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