Effiziente MAVS-Spaltung und Suppression der Interferon-β-Induktion durch HCV-Varianten mit Resistenzen gegen makrozyklische NS3-4A Protease-Inhibitoren

Hintergrund: Die Therapie mit NS3 – 4A Protease-Inhibitoren kann zur Selektion sogenannter Resistenz-assoziierter Varianten (RAVs) führen. Die Fähigkeit zur Spaltung und Inaktivierung des RIG-I-Adaptormoleküls MAVS (mitochondrial antiviral signaling protein) durch NS3 – 4A ermöglicht dem Hepatitis C Virus (HCV) eine Blockade der Interferon-(IFN)-β-Induktion, was die Chronifizierung der Hepatitis C begünstigt. In dieser Arbeit untersuchten wir die Fähigkeit von NS3 – 4A RAVs zur Spaltung von MAVS.

Methoden: Die Fähigkeit klinisch relevanter NS3 – 4A RAVs zur Spaltung von MAVS und zur Spaltung des HCV-Polyproteins wurde mittels Western-Blot untersucht. Die IFN-β-Induktion wurde mithilfe von Reporter-Assays quantifiziert. Die Bindung von MAVS an NS3 – 4A RAVs wurde mit bioinformatischen Analysen (molecular dynamics simulations) mechanistisch charakterisiert.

Ergebnisse: RAVs an Position D168, die Resistenzen gegen makrozyklische NS3 – 4A Protease-Inhibitoren verleihen, hatten eine deutlich erhöhte Kapazität zur Spaltung von MAVS und zur Inhibition der IFN-β-Induktion als der NS3 – 4A-Wildtyp und als RAVs an anderen Positionen. Im Gegensatz hierzu zeigten die verschiedenen NS3 – 4A-Varianten keine Unterschiede im Hinblick auf Ihre Fähigkeit zur Spaltung des HCV-Polyproteins. Mechanistisch konnten wir die Ausbildung fester elektrostatischer Bindungen zwischen MAVS und NS3 – 4A-Varianten mit Mutationen an Position D168 identifizieren, was spezifisch eine effiziente Bindung der MAVS-Schnittstelle im enzymatischen Zentrum von NS3 – 4A D168-Varianten erlaubt.

Schlussfolgerung: Unsere Daten belegen eine ausgeprägte Kompetenz von NS3 – 4A-Varianten, die Resistenzen gegen makrozyklische NS3 – 4A-Inhibitoren verleihen, zur Spaltung des Wirtsproteins MAVS und damit zur Umgehung der angeborenen antiviralen Immunität.