Vimentin adalah koreseptor penting untuk infeksi SARS-CoV-2

Read Also

Sebuah studi jurnal iScience baru-baru ini melaporkan bahwa vimentin permukaan sel berfungsi sebagai ko-reseptor untuk masuknya virus corona 2 (SARS-CoV-2) ke dalam sel inang untuk memfasilitasi infeksi. Dengan demikian, menargetkan vimentin dapat memberikan strategi unik untuk mencegah penyakit coronavirus 2019 (COVID-19).

Latar belakang

Munculnya dan penyebaran cepat SARS-CoV-2 telah berdampak signifikan terhadap kesehatan dan ekonomi global. Pada 2 November 2022, SARS-CoV-2 telah menginfeksi lebih dari 636 juta di seluruh dunia dan merenggut lebih dari 6,59 juta jiwa.

Masuknya SARS-CoV-2, yang merupakan virus single-stranded ribonucleic acid (RNA) ke dalam sel inang merupakan faktor kunci untuk infektivitas dan patogenesis penyakitnya. Untuk tujuan ini, SARS-CoV-2 terutama bergantung pada receptor binding domain (RBD) di dalam spike protein untuk mengikat reseptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) permukaan sel untuk perlekatan virus. Ini kemudian memungkinkan virus untuk memasuki endosom dan menyatu dengan membran lisosom inang.

Meskipun COVID-19 terutama menyebabkan gejala pernapasan, ACE2 jarang diekspresikan di seluruh saluran pernapasan. Ini menunjukkan bahwa kofaktor tambahan dapat mengkompensasi dan memungkinkan spike protein dan interaksi reseptor inang.

Vimentin adalah protein sitoskeletal filamen menengah tipe III yang diekspresikan di dalam dan di permukaan berbagai jenis termasuk fibroblas, sel endotel, makrofag, melanosit, sel Schwann, dan limfosit. Baru-baru ini, para peneliti telah melaporkan bahwa vimentin tampaknya berinteraksi dengan spike protein SARS-CoV-2.

Tentang studi

Dalam studi saat ini, para peneliti menggunakan berbagai garis sel epitel, termasuk Vero E6, colon epithelial cells (Caco-2), dan human alveolar basal epithelial cells (A549), untuk menentukan ekspresi ACE2, TMPRSS288, dan vimentin. Pada langkah selanjutnya, para peneliti menilai apakah tingkat ekspresi vimentin dan ACE2 dalam sel Vero E6, Caco-2, dan A549 terkait dengan masuknya SARS-CoV-2 ke dalam sel.

Para peneliti juga memeriksa apakah infeksi virus mengubah ekspresi vimentin pada permukaan sel. Menggunakan analisis Western blot setelah infeksi SARS-CoV-2, vimentin dalam supernatan sel dinilai untuk co-localization dengan SARS-CoV-2.

Vimentin juga dievaluasi kemampuannya untuk menghambat infeksi virus dengan sel pra-perawatan selama 30 menit dengan withaferin A (WFA), yang merupakan lakton steroid yang mengikat dan menyebabkan agregasi vimentin in vitro. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) digunakan untuk mengukur agregasi vimentin, sedangkan mikroskop imunofluoresensi dan confocal memberikan visualisasi proses ini.

Temuan studi

Sel epitel ditemukan mengekspresikan jumlah vimentin dan ACE2 yang bervariasi. Sel Vero E6, misalnya, mengekspresikan tingkat ACE2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan sel Caco-2 dan A549. Sebaliknya, baik sel Vero E6 dan Caco-2 mengekspresikan tingkat TMPRSS2 yang serupa yang secara signifikan lebih tinggi daripada ekspresi protein permukaan sel ini dalam sel A549.

Vimentin diekspresikan pada tingkat yang sangat rendah dalam sel Caco-2 dibandingkan dengan sel Vero E6 dan A549. Khususnya, sel Vero E6 menunjukkan tingkat ekspresi vimentin yang lebih tinggi dibandingkan dengan sel A549; namun, ekspresi permukaan sel vimentin paling tinggi pada sel A549.

Setelah infeksi SARS-CoV-2, penyerapan virus di tingkat Vero E6 paling tinggi antara sepuluh menit dan dua jam. Meskipun serapan SARS-CoV-2 sama tinggi dalam sel Caco-2 pada sepuluh menit, tingkat ini tidak meningkat selama dua jam. Penyerapan SARS-CoV-2 jauh lebih sedikit dalam sel A549.

Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan bahwa ekspresi vimentin pada permukaan sel dapat mendukung peningkatan penyerapan SARS-CoV-2 dalam sel Vero E6 dibandingkan dengan garis sel epitel lainnya. Analisis lebih lanjut dari infeksi SARS-CoV-2 dalam sel Vero E6 mengungkapkan bahwa ekspresi vimentin meningkat pada permukaan sel setelah dua dan tiga puluh menit.

Sementara itu, tidak ada interaksi antara vimentin dan ACE2 pada sel Vero E6 yang tidak terinfeksi, sehingga menunjukkan bahwa vimentin dapat berfungsi sebagai koreseptor untuk infeksi SARS-CoV-2.

Pra-perawatan dengan WFA sebelum infeksi SARS-CoV-2 pada sel Vero E6 tidak secara signifikan memengaruhi replikasi virus dalam sel. Temuan ini menunjukkan bahwa meskipun vimentin mendorong infeksi sel SARS-CoV-2, vimentin tidak penting untuk replikasi virus dalam sel.

Namun demikian, pra-perawatan dengan WFA mengurangi kematian sel pada sel yang terinfeksi SARS-CoV-2, sehingga menunjukkan bahwa penghambatan vimentin dapat mengurangi kemungkinan kematian sel yang disebabkan oleh virus. Lebih lanjut, pra-perawatan dengan anti-vimentin mengurangi ekspresi interleukin 6 (IL-6) sebesar 15 kali lipat, serta CCL5 dan CSCL10 sebesar 10 kali lipat, sehingga menunjukkan bahwa penghambatan vimentin juga dapat membatasi respons inflamasi terhadap Infeksi SARS-CoV-2.

Khususnya, ketika percobaan ini diulang dengan varian Omikron SARS-CoV-2, hasil yang serupa diamati. Dengan demikian, mutasi dalam spike protein Omicron tampaknya tidak memengaruhi interaksi antara SARS-CoV-2 dan vimentin selama infeksi.

Journal reference:

Arrindell, J., Abou Atmeh, P., Jayet, L., et al. (2022). Vimentin is an important ACE2 co-receptor for SARS-COV-2 in epithelial cells. IScience. doi:10.1016/j.isci.2022.105463