Hepatitis C Virus Is a Weak Inducer of Interferon Alpha in Plasmacytoid Dendritic Cells in Comparison with Influenza and Human Herpesvirus Type-1

Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are responsible for the production of type I IFN during viral infection. Viral elimination by IFN-α-based therapy in more than 50% of patients chronically infected with hepatitis C virus (HCV) suggests a possible impairment of production of endogenous IFN-α by pDCs in infected individuals. In this study, we investigated the impact of HCV on pDC function. We show that exposure of pDCs to patient serum- and cell culture-derived HCV resulted in production of IFN-α by pDCs isolated from some donors, although this production was significantly lower than that induced by influenza and human herpesvirus type 1 (HHV-1). Using specific inhibitors we demonstrate that endocytosis and endosomal acidification were required for IFN-α production by pDCs in response to cell culture-derived HCV. HCV and noninfectious HCV-like particles inhibited pDC-associated production of IFN-α stimulated with Toll-like receptor 9 (TLR9) agonists (CpG-A or HHV-1) but not that of IFN-α stimulated with TLR7 agonists (resiquimod or influenza virus). The blockade of TLR9-mediated production of IFN-α, effective only when pDCs were exposed to virus prior to or shortly after CpG-A stimulation, was already detectable at the IFN-α transcription level 2 h after stimulation with CpG-A and correlated with down-regulation of the transcription factor IRF7 expression and of TLR9 expression. In conclusion, rapidly and early occurring particle–host cell protein interaction during particle internalization and endocytosis followed by blockade of TLR9 function could result in less efficient sensing of HCV RNA by TLR7, with impaired production of IFN-α. This finding is important for our understanding of HCV-DC interaction and immunopathogenesis of HCV infection

Effet du virus de l'hépatite C sur les cellules plasmacytoïdes dendritiques

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont responsables de la production d'IFN de type I au cours des infections virales. L'élimination du virus de l’hépatite C (VHC) par une thérapie basée sur l'IFN-α chez plus de 50% des patients chroniquement infectés suggère une diminution possible de la production d'IFN-α endogène par les pDC. Cependant, les pDC exposées à des hépatocytes infectés par le VHC produisent de l'IFN de type I via la signalisation du TLR7. Dans cette étude, nous avons étudié l'impact du virion du VHC sur les différentes fonctions des pDC que sont la production d’IFN-α et de TNF-α, l’expression de marqueurs de maturation et de la protéine cytotoxique TRAIL. De plus, nous sommes posés la question de l’effet de l'exposition des pDC à des hépatocytes infectés par le VHC sur l’induction des autres voies de signalisation que celle de l'IRF-7 et de l'IFN- et impliquant NF-κB nécessaire à d’autres fonctions des pDC. Nous montrons que l'exposition des pDC au virion du VHC extrait du sérum de patients ou produit en culture cellulaire induit une très faible production d'IFN-α et de TNF-α par les pDC par rapport à celle induite par le virus de l’Influenza et le virus de l'herpès de type 1 (HHV-1). Les virions complets du VHC ainsi que les particules dépourvues d’ARN viral (HCV-like particles) inhibent la production d'IFN-α des pDC stimulées avec les agonistes du récepteur « Toll-like Recptor 9 » (TLR9) (CpG-A ou HHV-1). Cependant, ils ne bloquent pas la production d'IFN-α induite par les agonistes du TLR7 (R848, virus de l’Influenza). Le niveau d’ARN messager de l'IFN-α traduit aussi de l’inhibition par le virion du VHC de la voie du TLR9 dès deux heures après stimulation par le CpG-A et corrèle avec régulation à la baisse de l'expression des ARN messagers du facteur de transcription IRF-7 et du récepteur TLR9. De plus, contrairement aux virus de l'influenza, R848 et CpG-B, les hépatocytes infectés par le VHC ne stimulent de façon significative ni la phosphorylation de la sous-unité p65 de NF-B ni la sécrétion de « tumor necrosis factor » (TNF)- par les pDC. Les cellules infectées par le VHC n'induisent pas non plus de façon significative l'expression de marqueurs de différenciation importants CD40, CCR7, et de la molécule de co-stimulation CD86 ni l’expression de TRAIL à la surface des pDC en comparaison avec les virus de l'influenza, R848 et CpG-B. Le profil de signalisation induit par les cellules infectées par le VHC chez les pDC ressemble à celui induit par le CpG-A et diffère de ceux induits par le CpG-B, R848 ou le virus de l’influenza. En conclusion, les premières interactions des particules virales aves des protéines cellulaires des pDC suivies de l'internalisation des particules et du blocage de la voie du TLR9 pourraient être à l’origine d’une détection moins efficace du virion du VHC par les pDC, et d’une production réduite d'IFN-α. De plus, nos résultats suggèrent que les hépatocytes infectées par le VHC signalisent uniquement dans les pDC via les endosomes recrutant IRF7, et que, tout comme le virion du VHC, ils n'induisent pas une réponse fonctionnelle complète des pDC. Nos résultats montrent donc un lien entre les voies de signalisation des pDC et leurs fonctions, et sont importants pour notre compréhension les mécanismes amenant à l’établissement d’une infection chronique par le VHC.Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are responsible for the production of type I IFN during viral infections. The elimination of hepatitis C virus (HCV) is based on IFN-alpha therapy and is effective in more than 50% of chronically infected patients. This suggests a possible decrease in production of IFN-alpha by endogenous pDCs. However, pDCs exposed to HCV-infected hepatocytes produce type I IFN via TLR7 signaling. In this study, we investigated the impact of HCV virions and of HCV-infected hepatoma cells on pDC functions such as production of IFN-alpha and TNF-alpha, expression of maturation markers and cytotoxic TRAIL protein. In addition, we evaluated the effect of exposure of pDCs to cell-asociated and cell-freed HCV on induction of IRF-7 and NF-kB signaling pathways. We show that exposure of pDCs to HCV virions from serum of patients or produced in cell culture induces a very low production of IFN-alpha and TNF-alpha by pDCs compared to that induced by Influenza virus and herpes virus type 1 (HHV-1). The complete HCV virions and particles lacking viral RNA (HCV-like particles) inhibit the production of IFN-α in pDCs stimulated with agonists of Toll-like Recptor 9 (TLR9) (CpG-A or HHV-1). However, they do not block the production of IFN-alpha induced by agonists of TLR7 (R848, influenza virus). The level of IFN-alpha mRNA also show the inhibition of TLR9 pathway by HCV virions from two hours after stimulation with CpG-A and correlates with downregulation of expression of mRNA of the transcription factor IRF-7 and TLR9. Moreover, unlike influenza virus, R848 and CpG-B, hepatocytes infected with HCV do not significantly stimulate the phosphorylation of p65 subunit of NF- B or the secretion of tumor necrosis factor (TNF) - by pDCs. Cells infected with HCV do not induce significant expression of differentiation markers CD40, CCR7, and of costimulatory molecule CD86, nor the expression of TRAIL on the surface of pDC compared with the influenza virus, and with synthetic agonists of TLR7 (R848) and TLR9 (CpG-B). The signaling profile induced by cells infected with HCV is similar to that induced by CpG-A on pDCs and differs from those induced by CpG-B, R848 or influenza virus. In conclusion, the initial interations of viral particles with cellular proteins of pDC, followed by the internalization of particles and blockade of TLR9 pathway could cause a less efficient detection of HCV virions by pDCs, and reduced production of IFN-α. Moreover, our results suggest that hepatocytes infected with HCV signalize via endosomes recruiting IRF7, and that, like the HCV virion, they do not induce a complete functional response of pDCs. Our results show a link between the signaling pathways of pDCs and their functions, and are important for understanding the mechanisms leading to the establishment of chronic infection with HCV

Effet du virus de l'hépatite C sur les cellules plasmacytoïdes dendritiques

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont responsables de la production d'IFN de type I au cours des infections virales. L'élimination du virus de l hépatite C (VHC) par une thérapie basée sur l'IFN-a chez plus de 50% des patients chroniquement infectés suggère une diminution possible de la production d'IFN-a endogène par les pDC. Cependant, les pDC exposées à des hépatocytes infectés par le VHC produisent de l'IFN de type I via la signalisation du TLR7. Dans cette étude, nous avons étudié l'impact du virion du VHC sur les différentes fonctions des pDC que sont la production d IFN-a et de TNF-a, l expression de marqueurs de maturation et de la protéine cytotoxique TRAIL. De plus, nous sommes posés la question de l effet de l'exposition des pDC à des hépatocytes infectés par le VHC sur l induction des autres voies de signalisation que celle de l'IRF-7 et de l'IFN- et impliquant NF- B nécessaire à d autres fonctions des pDC. Nous montrons que l'exposition des pDC au virion du VHC extrait du sérum de patients ou produit en culture cellulaire induit une très faible production d'IFN-a et de TNF-a par les pDC par rapport à celle induite par le virus de l Influenza et le virus de l'herpès de type 1 (HHV-1). Les virions complets du VHC ainsi que les particules dépourvues d ARN viral (HCV-like particles) inhibent la production d'IFN-a des pDC stimulées avec les agonistes du récepteur Toll-like Recptor 9 (TLR9) (CpG-A ou HHV-1). Cependant, ils ne bloquent pas la production d'IFN-a induite par les agonistes du TLR7 (R848, virus de l Influenza). Le niveau d ARN messager de l'IFN-a traduit aussi de l inhibition par le virion du VHC de la voie du TLR9 dès deux heures après stimulation par le CpG-A et corrèle avec régulation à la baisse de l'expression des ARN messagers du facteur de transcription IRF-7 et du récepteur TLR9. De plus, contrairement aux virus de l'influenza, R848 et CpG-B, les hépatocytes infectés par le VHC ne stimulent de façon significative ni la phosphorylation de la sous-unité p65 de NF- B ni la sécrétion de tumor necrosis factor (TNF)- par les pDC. Les cellules infectées par le VHC n'induisent pas non plus de façon significative l'expression de marqueurs de différenciation importants CD40, CCR7, et de la molécule de co-stimulation CD86 ni l expression de TRAIL à la surface des pDC en comparaison avec les virus de l'influenza, R848 et CpG-B. Le profil de signalisation induit par les cellules infectées par le VHC chez les pDC ressemble à celui induit par le CpG-A et diffère de ceux induits par le CpG-B, R848 ou le virus de l influenza. En conclusion, les premières interactions des particules virales aves des protéines cellulaires des pDC suivies de l'internalisation des particules et du blocage de la voie du TLR9 pourraient être à l origine d une détection moins efficace du virion du VHC par les pDC, et d une production réduite d'IFN-a. De plus, nos résultats suggèrent que les hépatocytes infectées par le VHC signalisent uniquement dans les pDC via les endosomes recrutant IRF7, et que, tout comme le virion du VHC, ils n'induisent pas une réponse fonctionnelle complète des pDC. Nos résultats montrent donc un lien entre les voies de signalisation des pDC et leurs fonctions, et sont importants pour notre compréhension les mécanismes amenant à l établissement d une infection chronique par le VHC.Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are responsible for the production of type I IFN during viral infections. The elimination of hepatitis C virus (HCV) is based on IFN-alpha therapy and is effective in more than 50% of chronically infected patients. This suggests a possible decrease in production of IFN-alpha by endogenous pDCs. However, pDCs exposed to HCV-infected hepatocytes produce type I IFN via TLR7 signaling. In this study, we investigated the impact of HCV virions and of HCV-infected hepatoma cells on pDC functions such as production of IFN-alpha and TNF-alpha, expression of maturation markers and cytotoxic TRAIL protein. In addition, we evaluated the effect of exposure of pDCs to cell-asociated and cell-freed HCV on induction of IRF-7 and NF-kB signaling pathways. We show that exposure of pDCs to HCV virions from serum of patients or produced in cell culture induces a very low production of IFN-alpha and TNF-alpha by pDCs compared to that induced by Influenza virus and herpes virus type 1 (HHV-1). The complete HCV virions and particles lacking viral RNA (HCV-like particles) inhibit the production of IFN-a in pDCs stimulated with agonists of Toll-like Recptor 9 (TLR9) (CpG-A or HHV-1). However, they do not block the production of IFN-alpha induced by agonists of TLR7 (R848, influenza virus). The level of IFN-alpha mRNA also show the inhibition of TLR9 pathway by HCV virions from two hours after stimulation with CpG-A and correlates with downregulation of expression of mRNA of the transcription factor IRF-7 and TLR9. Moreover, unlike influenza virus, R848 and CpG-B, hepatocytes infected with HCV do not significantly stimulate the phosphorylation of p65 subunit of NF- B or the secretion of tumor necrosis factor (TNF) - by pDCs. Cells infected with HCV do not induce significant expression of differentiation markers CD40, CCR7, and of costimulatory molecule CD86, nor the expression of TRAIL on the surface of pDC compared with the influenza virus, and with synthetic agonists of TLR7 (R848) and TLR9 (CpG-B). The signaling profile induced by cells infected with HCV is similar to that induced by CpG-A on pDCs and differs from those induced by CpG-B, R848 or influenza virus. In conclusion, the initial interations of viral particles with cellular proteins of pDC, followed by the internalization of particles and blockade of TLR9 pathway could cause a less efficient detection of HCV virions by pDCs, and reduced production of IFN-a. Moreover, our results suggest that hepatocytes infected with HCV signalize via endosomes recruiting IRF7, and that, like the HCV virion, they do not induce a complete functional response of pDCs. Our results show a link between the signaling pathways of pDCs and their functions, and are important for understanding the mechanisms leading to the establishment of chronic infection with HCV.AIX-MARSEILLE2-Bib.electronique (130559901) / SudocSudocFranceF

Human inhalable antibody fragments neutralizing SARS-CoV-2 variants for COVID-19 therapy

As of December 2021, coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), remains global emergency and novel therapeutics are urgently needed. Here we describe human single chain variable fragment (scFv) antibodies (76clAbs) that block an epitope of the SARS-CoV-2 spike protein essential for ACE2-mediated entry into cells. 76clAbs neutralize the delta variant and other variants being monitored (VBMs) and inhibit spike-mediated pulmonary cell-cell fusion, a critical feature of COVID-19 pathology. In two independent animal models, intranasal administration counteracted the infection. Due to high efficiency, remarkable stability, resilience to nebulization and low cost of production, 76clAbs may become a relevant tool for rapid, self-administrable early intervention in SARS-CoV-2-infected subjects independently of their immune status