IFITM3 Inhibits Influenza A Virus Infection by Preventing Cytosolic Entry

Abstract

To replicate, viruses must gain access to the host cell's resources. Interferon (IFN) regulates the actions of a large complement of interferon effector genes (IEGs) that prevent viral replication. The interferon inducible transmembrane protein family members, IFITM1, 2 and 3, are IEGs required for inhibition of influenza A virus, dengue virus, and West Nile virus replication in vitro. Here we report that IFN prevents emergence of viral genomes from the endosomal pathway, and that IFITM3 is both necessary and sufficient for this function. Notably, viral pseudoparticles were inhibited from transferring their contents into the host cell cytosol by IFN, and IFITM3 was required and sufficient for this action. We further demonstrate that IFN expands Rab7 and LAMP1-containing structures, and that IFITM3 overexpression is sufficient for this phenotype. Moreover, IFITM3 partially resides in late endosomal and lysosomal structures, placing it in the path of invading viruses. Collectively our data are consistent with the prediction that viruses that fuse in the late endosomes or lysosomes are vulnerable to IFITM3's actions, while viruses that enter at the cell surface or in the early endosomes may avoid inhibition. Multiple viruses enter host cells through the late endocytic pathway, and many of these invaders are attenuated by IFN. Therefore these findings are likely to have significance for the intrinsic immune system's neutralization of a diverse array of threats.

Dengue reporter viruses reveal viral dynamics in interferon receptor-deficient mice and sensitivity to interferon effectors in vitro

“…3E). This level of inhibition indicated a block at or before primary translation, which is consistent with previous mechanistic studies on these two genes (30,31,33). IFI6-and STAT2-expressing cells were indistinguishable from control cells at the 12-h time point.…”

Sensing of latent EBV infection through exosomal transfer of 5′pppRNA

“…This result argues against the possibility that PKH67 particles or PKH67-induced clustering of exosomes have a role in ISG induction. In vivo, IFITM proteins have various physiological functions and expression patterns, possibly explaining why we did not detect IFITM3 induction in bulk tonsil cell populations (41,42). As a clear sign of activation, CD40 surface expression was increased in pDCs upon interaction with unstained EBV + LCL exosomes (Fig.…”

Les IFITM, un obstacle commun à de nombreux virus

“…De plus, elles subissent différentes modifications posttraductionnelles : phosphorylation de la tyrosine 20 [25], palmitoylation des cystéines 71, 72 et 104 [26], ubiquitination de la lysine 24 [21] et monométhylation de la lysine 88 [27]. Le rôle de toutes ces modifications n'est pas encore bien compris, et ne repose que sur des corrélations : la palmitoylation est importante pour la fonction antivirale [21,26], tandis que la phosphorylation [25,28] [29], et avec CD63 [30]). De plus, en présence des IFITM, ces études de microscopie confocale ont observé un accroissement des compartiments endosomaux, une acidification excessive [29], ainsi que l'accumulation de cholestérol [30] dans ces compartiments.…”

“…Le rôle de toutes ces modifications n'est pas encore bien compris, et ne repose que sur des corrélations : la palmitoylation est importante pour la fonction antivirale [21,26], tandis que la phosphorylation [25,28] [29], et avec CD63 [30]). De plus, en présence des IFITM, ces études de microscopie confocale ont observé un accroissement des compartiments endosomaux, une acidification excessive [29], ainsi que l'accumulation de cholestérol [30] dans ces compartiments. Les IFITM naissent dans le réticulum endoplasmique, puis transitent par l'appareil de Golgi pour atteindre la membrane plasmique.…”

“…La caractéristique des IFITM est de bloquer les virus avant même qu'ils n'aient commencé à envahir la première cellule. Pour autant, les récepteurs d'entrée sont toujours présents [10] et les virus peuvent s'attacher normalement à leur cellule cible [12,29]. C'est lors du processus de fusion que les IFITM inhibent l'entrée du virus [11,12,29] ; le contenu des particules virales n'est en effet pas libéré dans le cytosol.…”