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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69622
PULMONARY MYELOID CELLS IN MILD CASES OF COVID-19 UPREGULATE THE INTRACELLULAR FC RECEPTOR TRIM21 AND TRANSCRIBE PROTEASOME-ASSOCIATED MOLECULES
Single-Cell Gene Expression Analysis
COVID-19
Systemic Inflammatory Response Syndrome
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Inovações em Terapias, Educação e Bioprodutos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Departamento de Informática e Ciência da Computação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Presidência. Programa de Computação Científica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Inovações em Terapias, Educação e Bioprodutos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Presidência. Programa de Computação Científica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Departamento de Informática e Ciência da Computação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Presidência. Programa de Computação Científica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Inovações em Terapias, Educação e Bioprodutos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de Brasília. Departamento de Ciência da Computação. Campus Universitário Darcy Ribeiro. Brasília, DF, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Laboratório Nacional de Computação Científica. Departamento de Modelagem Computacional. Petrópolis, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Presidência. Programa de Computação Científica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
Abstract: Much remains to be understood about COVID-19, but the protective role of anti bodies (Igs) is widely accepted in SARS-CoV-2 infection. Igs’ functions are mainly carried out by receptors that bind to their Fc portion (FcR), and less attention has been dedicated to the cytoplasmic members of this family. In this work, we used single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) data to discern cell populations in bronchoalveolar lavage fluid obtained from healthy individuals and patients with mild or severe COVID-19. Then, we evaluated the transcription of neonatal FcR (FcRn, FCGRT gene) and tripartite motif-containing protein 21 (TRIM21) and its downstream signaling components. The TRIM21 pathway is vital for virus infections as it has a dual function, leading opsonized viruses to degradation by pro teasomes and the activation of innate inflammatory anti-virus response. The transcriptional level of FCGRT showed no statistical differences in any cell population comparing the three groups of patients. On the other hand, TRIM21 transcription was significantly higher in myeloid cells collected from patients with mild COVID-19. When comparing mild with severe cases, there was no statistical difference in TRIM21 transcription in lung adaptive lymphoid cells and innate lymphoid cells (ILC). Yet, we analyzed the transcription of all downstream signaling molecules in myeloid and, as most cells expressed the receptor, in adaptive lymphoid cells. Moreover, ILCs from mild cases and all cell populations from severe cases were missing most downstream components of the pathway. We observed that members of the ubiquitin–proteasome system (UPS) and other components associated with TRIM21 proteasomal degradation were transcribed in mild cases. Despite the transcription of the danger sensors DDX58 and IFIH1, the transcriptional level of inflammatory IL1B and IL18 was generally very low, along with the NLRP3 danger sensor, members of the NF-κB pathway, and TNF. Therefore, our data suggest that TRIM21 may contribute to SARS-CoV-2 protection by reducing the viral load, while the inflammatory branch of the pathway would be silenced, leading to no pathogenic cytokine production.
DeCS
Receptors, FcSingle-Cell Gene Expression Analysis
COVID-19
Systemic Inflammatory Response Syndrome
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