MedElevator
Войти в исследования Коронавирусы, устойчивые к ингибитору выступа 3С, смягчаются для репликации и патогенеза, что свидетельствует о низком генетическом барьере, но высокой стоимости сопротивляемости.
Аннотация
Вирусные ингибиторы выступов весьма эффективны в том, что касается блокирования репликации таких вирусов, как вирус иммунодефицита человека и вирус гепатита С, однако они неизбежно приводят к отбору ингибиторно-стойких мутантов, что может способствовать сохранению болезней. Ингибиторы выступов, блокирующие воспроизведение коронавируса (КЖ), включая причинно-следственные средства острого острого дыхательного синдрома (САРС) и ближневосточного дыхательного синдрома (МЕРС), обеспечивают многообещающую основу для развития антикоронавирусной терапии. Однако выбор и последствия ингибиторно-стойких КО неизвестны. В этом исследовании мы использовали модель коронавируса, вирус гепатита мыши (MHV) для исследования генотипа и фенотипа квазиспециалов MHV, выбранных для сопротивления широкоспектральному ингибитору COV 3C-подобным протезе (3CLpro). Клональная последовательность выявила единичную или двойную мутации в рамках 3CLpro последовательности кодирования ингибиторно-стойкого вируса. Используя обратную генетику для создания изогенных вирусов с мутантом 3CLpros, мы обнаружили, что вирусы, кодирующие двойные мутанты 3CLpro, полностью сопротивляются ингибитору и демонстрируют значительную задержку в протеолитической обработке вирусного репликатора полипротеина. Ингибиторно-стойкие вирусы также продемонстрировали отсрочку и сокращение производства частиц инфекционных вирусов. Биохимический анализ показал, что фермент с двойным мутантом 3CLpro страдает от протекционной активности и обладает меньшей чувствительностью к ингибитору, и выявил задержки с кинетикой гидролиза и восстановления активности. Кроме того, было показано, что ингибиторно-стойкий вирус сильно смягчается у мышей. Наше исследование дает первое представление о патогенности и механизме ингибиторов 3CLpro-устойчивых мутантов COV, что свидетельствует о низком генетическом барьере, но высокой стоимости сопротивляемости. Важное значение: вирусы РНК печально известны тем, что они способны эволюционировать в ответ на избирательное давление, например наличие антивирусных препаратов. Для коронавирусов, таких, как причинно-следственный агент дыхательного синдрома Ближнего Востока (МЕРС), были разработаны и продемонстрированы ингибиторы выступов, блокирующие воспроизведение вирусов, однако последствия отбора ингибиторных мутантов не были изучены. Здесь мы сообщаем о низком генетическом барьере и относительно высоких пагубных последствиях резистентности COV к ингибитору 3CLprotaze в системе модели коронавируса, вирусе гепатита мыши (MHV). Мы обнаружили, что, хотя мутации, которые обеспечивают сопротивление, возникают быстро, устойчивые вирусы медленно воспроизводятся и не вызывают смертельных заболеваний у мышей. В целом наше исследование дает первый анализ низкого барьера, но высокой стоимости сопротивления ингибитору COV 3CLpro, что будет способствовать дальнейшему развитию ингибиторов выступов в качестве антикоронавирусной терапии.
Название и аннотация на языке оригинала
Coronaviruses resistant to a 3C-like protease inhibitor are attenuated for replication and pathogenesis, revealing a low genetic barrier but high fitness cost of resistance.
Viral protease inhibitors are remarkably effective at blocking the replication of viruses such as human immunodeficiency virus and hepatitis C virus, but they inevitably lead to the selection of inhibitor-resistant mutants, which may contribute to ongoing disease. Protease inhibitors blocking the replication of coronavirus (CoV), including the causative agents of severe acute respiratory syndrome (SARS) and Middle East respiratory syndrome (MERS), provide a promising foundation for the development of anticoronaviral therapeutics. However, the selection and consequences of inhibitor-resistant CoVs are unknown. In this study, we exploited the model coronavirus, mouse hepatitis virus (MHV), to investigate the genotype and phenotype of MHV quasispecies selected for resistance to a broad-spectrum CoV 3C-like protease (3CLpro) inhibitor. Clonal sequencing identified single or double mutations within the 3CLpro coding sequence of inhibitor-resistant virus. Using reverse genetics to generate isogenic viruses with mutant 3CLpros, we found that viruses encoding double-mutant 3CLpros are fully resistant to the inhibitor and exhibit a significant delay in proteolytic processing of the viral replicase polyprotein. The inhibitor-resistant viruses also exhibited postponed and reduced production of infectious virus particles. Biochemical analysis verified double-mutant 3CLpro enzyme as impaired for protease activity and exhibiting reduced sensitivity to the inhibitor and revealed a delayed kinetics of inhibitor hydrolysis and activity restoration. Furthermore, the inhibitor-resistant virus was shown to be highly attenuated in mice. Our study provides the first insight into the pathogenicity and mechanism of 3CLpro inhibitor-resistant CoV mutants, revealing a low genetic barrier but high fitness cost of resistance.
Importance
RNA viruses are infamous for their ability to evolve in response to selective pressure, such as the presence of antiviral drugs. For coronaviruses such as the causative agent of Middle East respiratory syndrome (MERS), protease inhibitors have been developed and shown to block virus replication, but the consequences of selection of inhibitor-resistant mutants have not been studied. Here, we report the low genetic barrier and relatively high deleterious consequences of CoV resistance to a 3CLpro protease inhibitor in a coronavirus model system, mouse hepatitis virus (MHV). We found that although mutations that confer resistance arise quickly, the resistant viruses replicate slowly and do not cause lethal disease in mice. Overall, our study provides the first analysis of the low barrier but high cost of resistance to a CoV 3CLpro inhibitor, which will facilitate the further development of protease inhibitors as anti-coronavirus therapeutics.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.