Regiões do vírus da hepatite C E2 necessárias para associação de membrana

Nature Communications volume 14, Número do artigo: 433 (2023) Citar este artigo

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O vírus da hepatite C (HCV) usa um mecanismo de entrada híbrido. Os dados estruturais atuais sugerem que, após exposição a pH baixo e Cluster de Diferenciação 81 (CD81), o terminal amino da glicoproteína E2 do envelope torna-se ordenado e libera um loop interno com dois resíduos aromáticos invariantes na membrana do hospedeiro. Aqui, apresentamos a estrutura de um E2 truncado no terminal amino com o loop de ligação à membrana em uma conformação dobrada e as cadeias laterais aromáticas sequestradas. A comparação com três estruturas E2 relatadas anteriormente com o mesmo Fab indica que esse loop interno é flexível e que o contexto local influencia a exposição de resíduos hidrofóbicos. Ensaios bioquímicos mostram que o E2 truncado no terminal amino não possui a capacidade de ligação à membrana basal do ectodomínio E2. Assim, a região do terminal amino é um determinante crítico tanto para CD81 quanto para a interação da membrana. Esses resultados fornecem novos insights sobre o mecanismo de entrada do HCV.

Hepatitis C virus (HCV) is a leading cause of chronic hepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma with significant morbidity and mortality rates in humans1. The World Health Organization estimates that there are 1.5 million new HCV infections each year and 58 million people worldwide are chronically infected (2021)." href="/articles/s41467-023-36183-y#ref-CR2" id="ref-link-section-d85794354e485">2. In the United States, annual acute HCV infections increased by 387% from 2010 to 2019 in association with rising addiction to intravenously administered opioids (2019)." href="/articles/s41467-023-36183-y#ref-CR3" id="ref-link-section-d85794354e489"> 3. Os medicamentos antivirais de ação direta recentemente aprovados são altamente eficazes contra todos os genótipos do HCV4, mas, uma vez curados, a pessoa pode ser reinfectada. No contexto do vício e do uso de drogas intravenosas, a proteção duradoura contra a infecção pelo HCV é uma necessidade médica não atendida.

Cluster de diferenciação 81 (CD81)5, receptor scavenger classe B tipo I (SR-BI)6, claudina-1 (CLDN)7 e ocludina (OCLN)8 são fatores celulares necessários para a entrada do HCV. O bloqueio da ligação do HCV ao CD81 é o principal meio de neutralização mediada por anticorpos9. O CD81 é expresso de forma ubíqua em uma variedade de linhas celulares, sugerindo um papel secundário à ligação do receptor específico do hepatócito10,11. CD81 é uma proteína de membrana integral com quatro hélices transmembrana e duas alças extracelulares, denominadas alça extracelular pequena e grande (SEL e LEL, respectivamente). O tratamento com pH baixo não inativa o HCV12. A incubação com CD81-LEL e baixo pH cria uma alteração conformacional no HCV que diminui irreversivelmente a capacidade do vírus de entrar nas células permissivas13. O pré-tratamento com tampão de pH baixo ou CD81-LEL aumenta a infecciosidade do HCV, indicando que cada uma dessas condições representa uma etapa de iniciação necessária13.

Enquanto as glicoproteínas 1 e 2 do envelope do HCV (E1 e E2) medeiam a ligação e entrada do receptor, E2 interage especificamente com CD81 e SR-BI5,6. E2 é uma proteína de membrana do tipo I com uma glicoproteína solúvel amino (N)-terminal e uma hélice transmembranar carboxi (C)-terminal (TM) (Fig. 1a). Observe que a numeração é baseada na sequência J6 (genótipo 2a), aqui estudada, e varia ligeiramente entre os genótipos. O E2core central é um domínio globular dobrado que inclui um sanduíche de imunoglobulina estabilizado por dissulfeto flanqueado pela região hipervariável 1 (HVR1), sítio antigênico (AS) 412, camada frontal e HVR2 no N-terminal e uma região de haste no C-terminal14 (Fig. 1a). A arquitetura geral do E2core (resíduos 460-646) inclui uma folha interna de β-sanduíche central de imunoglobina (resíduos 485-519) seguida por um loop de ligação de CD81 (resíduos 520-539) e uma folha curta de β-sanduíche (resíduos 540 –570). O E2core retém a arquitetura E2 geral do ectodomínio, mas é incapaz de se ligar ao CD8115.