Sistem Imunitas Terhadap Monkeypox Virus

Read Also

Meskipun virus telah diidentifikasi beberapa dekade yang lalu, kekebalan manusia terhadap infeksi MPXV belum dikarakterisasi secara luas. Dengan demikian, kesimpulan tentang interaksi MPXV dengan sistem kekebalan inang sering diambil dari penelitian yang dilakukan dengan VACV dan orthopoxvirus terkait. Pada bagian berikut, kami menyoroti mekanisme potensial kekebalan inang terhadap MPXV dan membahas strategi penghindaran kekebalan yang digunakan oleh MPXV selama infeksi aktif.

Innate Immune Responses Terhadap Monkeypox Virus

Sel imun bawaan biasanya bertindak sebagai garis pertahanan pertama setelah infeksi virus aktif, tetapi sel-sel ini juga berfungsi sebagai target untuk beberapa virus. Banyak penelitian in vitro dan in vivo telah menunjukkan bahwa monosit adalah target awal poxvirus. Deteksi dini antigen poxvirus pada monosit dan neutrofil telah disarankan sebagai prediktor kuat dari kematian MPXV. Monosit yang rentan secara aktif direkrut ke tempat infeksi, dengan ekspansi yang nyata dari monosit CD14+ di paru-paru kera cynomolgus yang mengalami pneumonia virus setelah infeksi MPXV. Monosit inflamasi CD45+CD11b+GR-1int tikus juga telah terbukti mengizinkan replikasi VACV dan mungkin merupakan kendaraan yang masuk akal untuk penyebaran virus. Dilaporkan juga bahwa makrofag primer mirip M2 manusia memungkinkan replikasi dan penyebaran VACV. Setelah infeksi VACV, makrofag primer ini membentuk ekor aktin, hubungan sel, lamellipodia dan struktur percabangan yang terkait dengan virion VACV, yang menunjukkan bahwa sel-sel ini mungkin berpartisipasi dalam penyebaran virus. Namun, juga dilaporkan bahwa penipisan sel fagosit tidak menghapus penyebaran VACV pada tikus yang terinfeksi, menunjukkan bahwa monosit dan makrofag bukan satu-satunya sel imun yang mampu memfasilitasi penyebaran virus. Namun demikian, sel imun bawaan Ly6G+ (baik neutrofil dan monosit Ly6G+72) bertanggung jawab untuk menginfiltrasi dan mengendalikan sel yang terinfeksi virus, sehingga membatasi kerusakan jaringan virus. Hasil ini secara tidak langsung dikonfirmasi oleh penelitian yang menemukan hubungan antara rendahnya jumlah neutrofil darah dengan kematian pada hewan yang terinfeksi MPXV. Perlu juga dicatat bahwa sel-sel imun yang direkrut ke tempat infeksi hanya mengendalikan patogenesis lokal dan patologi jaringan, tetapi bukan penyebaran virus, dan respons imun sistemik diperlukan untuk mencegah infeksi yang meluas.

Sel pembunuh alami merupakan komponen penting dari imunitas bawaan dan, mirip dengan monosit, mampu membentuk respon imun adaptif. Pada kera rhesus yang terinfeksi MPXV, jumlah sel pembunuh alami berkembang secara signifikan di darah tepi (rata-rata peningkatan 23 kali lipat pada hari ke-7 pasca infeksi) dan kelenjar getah bening (peningkatan rata-rata,1 kali lipat pada hari ke 8-9 pasca infeksi). Sebelum proliferasi yang cepat ini, kapasitas migrasi dari berbagai himpunan bagian sel pembunuh alami secara signifikan terganggu oleh infeksi MPXV, yang sangat mempengaruhi perekrutan mereka ke dalam jaringan limfoid dan/atau meradang. Penurunan regulasi reseptor kemokin seperti CXCR3, CCR5, CCR6 dan CCR7 pada sel-sel ini juga dilaporkan. Selain itu, sel pembunuh alami yang diisolasi dari kelenjar getah bening dan darah dilaporkan kehilangan kemampuannya untuk berdegranulasi dan mensekresi IFNγ dan TNF. Meskipun tidak ada korelasi antara pembersihan virus dan jumlah dan aktivitas sel pembunuh alami yang dilaporkan dalam model NHP ini, pentingnya sel pembunuh alami dalam mengendalikan viral load MPXV ditunjukkan pada tikus CAST/EiJ. Strain ini sangat rentan terhadap infeksi orthopoxvirus karena jumlah sel pembunuh alami yang rendah. Pengobatan IL-15 melindungi tikus CAST/EiJ dari infeksi MPXV yang mematikan bahkan ketika sel T CD4+ dan CD8+ habis. Ini menyiratkan bahwa sel pembunuh alami yang diperluas bertanggung jawab atas efek perlindungan karena pengobatan dengan IL-15 diketahui secara sementara meningkatkan jumlah sel pembunuh alami yang mensekresi IFNγ dan sel T CD8+.

Demikian pula, sel pembunuh alami juga diperlukan untuk mengendalikan Ectromelia virus (ECTV) dan infeksi VACV pada tikus C57BL. ECTV adalah patogen orthopoxviral alami pada tikus, dan sering digunakan untuk menginduksi percobaan cacar tikus sebagai model untuk orthopoxviruses lainnya yang penting secara klinis. Menariknya, disarankan bahwa ekspresi CD pada sel pembunuh alami pada tikus C57BL/6 sangat penting untuk memberikan resistensi terhadap infeksi ECTV. Ini dimediasi oleh reseptor NKG2E dan CD pada sel pembunuh alami, yang mengikat kompleks MHC kelas I dengan peptida Qa-1b, yang diekspresikan oleh sel yang terinfeksi. NKG2D juga telah dilaporkan berpartisipasi dalam perlindungan yang diperantarai sel pembunuh alami terhadap infeksi ECTV dan dipostulasikan bahwa CD-NKG2E dan NKG2D mungkin memiliki aktivitas sinergis dalam menginduksi sel pembunuh alami pelindung yang optimal. Namun, mekanisme yang tepat di balik sinergi yang nyata ini masih harus dijelaskan, dan penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk lebih memahami peran sel pembunuh alami dalam infeksi cacar tikus. Mengingat bahwa CD dan NKG2 sangat terkonservasi antara manusia dan hewan pengerat, reseptor ini mungkin juga memainkan peran protektif terhadap infeksi MPXV pada manusia.

Pada manusia yang terinfeksi MPXV, peran banyak sel imun bawaan – termasuk monosit/makrofag, neutrofil, sel pembunuh alami, sel dendritik konvensional, sel dendritik plasmacytoid dan sel limfoid bawaan – saat ini tidak diketahui. Karakterisasi dan pembuatan profil sel imun ini selama infeksi MPXV akan sangat penting untuk memahami fungsinya dan mengidentifikasi biomarker penting untuk prognosis penyakit.

Infeksi VARV pada model hewan memicu respons sitokin sistemik yang berkorelasi dengan hasil penyakit. Pada kera cynomolgus yang tidak divaksinasi, perubahan signifikan dalam ekspresi gen inang terdeteksi setelah infeksi VARV. Secara khusus, transkripsi sekelompok gen terkait interferon diregulasi; cluster ini diperkaya untuk gen yang diatur oleh interferon tipe I dan tipe II, termasuk PKR, STAT1, STAT2, MX1, MX2, IP10, OAS1, OAS2 dan OAS3. Hewan yang menyerah pada infeksi (dua dari tujuh) memiliki respons interferon yang minimal, menunjukkan bahwa respons interferon awal ini melindungi terhadap kematian. IFNβ manusia telah terbukti menghambat replikasi dan penyebaran MPXV. Namun, MPXV tidak secara kuat mengaktifkan gen yang diatur TNF dan yang diatur NF-kB, terutama pada hewan yang menyerah pada infeksi. Hal ini tidak mengherankan, mengingat bahwa VARV dan orthopoxviruses lainnya menyimpan gen yang dapat memodulasi jalur TNF dan NF-κB.

Meskipun kekebalan inang diperlukan untuk memerangi infeksi, sinyal kekebalan yang menyimpang dapat mempengaruhi hasil infeksi. Dalam penelitian lain terhadap kera cynomolgus yang terinfeksi VARV, kadar IL-8, CCL2 (juga dikenal sebagai MCP1), CCL4 (juga dikenal sebagai MIP1β), IL-6 dan IFNγ meningkat secara signifikan selama 4 hari pertama pasca infeksi. Sitokin ini mendorong monositosis88, yang mungkin memfasilitasi peningkatan penyebaran virus melalui viremia terkait sel monositik. Yang penting, kera akhirnya menyerah pada infeksi VARV, di mana tingkat tinggi sitokin ini mungkin telah berkontribusi pada 'badai sitokin' yang menyebabkan kematian mereka. Demikian juga, kadar IL-1RA, IL-2, IL-6, IL-8, IFNγ, CCL2, CCL5 (juga dikenal sebagai RANTES), G-CSF, GM-CSF dan sCD40L ditemukan meningkat pada MPXV- kera cynomolgus yang terinfeksi. Lebih lanjut, ekspansi relatif (0,97 kali lipat menjadi 16,3 kali lipat) monosit CD14+ dilaporkan selama infeksi akut, menunjukkan bahwa lingkungan imun umum mendorong perkembangan dan perekrutan monosit setelah infeksi MPXV.

Dalam kasus infeksi MPXV manusia yang dilaporkan, banyak sitokin meningkat setelah infeksi (terlepas dari tingkat keparahan penyakit) - ini termasuk IL-1β, IL-1RA, IL-2R, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-13, IL-15, IL-17, CCL2 dan CCL5. Namun, pada pasien dengan penyakit serius (didefinisikan memiliki >250 lesi), konsentrasi IL-2R, IL-10, GM-CSF dan CCL5 lebih tinggi dibandingkan dengan pasien dengan penyakit yang kurang parah, sedangkan konsentrasi pro-inflamasi IL-6 lebih rendah. Profil sitokin ini menunjukkan respon sel T helper 2 dominan yang ditandai dengan tingkat IL-4, IL-13 dan IL-10 yang lebih tinggi. Demikian juga, penurunan tingkat IL-2, TNF, IFNα dan IFNγ juga menunjukkan lingkungan mikro anti-inflamasi yang melibatkan sel T regulator.

VACV dapat menghindari respons imun dengan menurunkan regulasi respons imun inflamasi dan antivirus, dan MPXV dapat menggunakan strategi serupa untuk menumbangkan imunitas inang. Mengingat bahwa mediator imun sering memfasilitasi crosstalk antara sel imun, studi masa depan harus mengidentifikasi hubungan fungsional antara profil sitokin dan sel imun untuk memperjelas mekanisme patogenesis dan menentukan korelasi kekebalan perlindungan selama infeksi MPXV.

Sel B dan Perlindungan Antibodi

Pentingnya sel B dan imunoglobulin terhadap poxvirus pertama kali ditunjukkan dengan keberhasilan kampanye vaksinasi global yang membasmi cacar, yang menggunakan vaksin VACV hidup. Lebih lanjut ditunjukkan bahwa pengobatan dengan vaccinia immune globulin (VIG) yang diisolasi dari serum vaksin berhasil melindungi kontak dekat pasien cacar dari infeksi. Pada kera rhesus, respons sel B spesifik VACV berperan penting dalam melindungi terhadap infeksi MPXV yang mematikan. Yang penting, studi epidemiologi telah menunjukkan lebih lanjut bahwa vaksin VACV memberikan perlindungan terhadap poxvirus lainnya, termasuk MPXV. Sel B memori spesifik VACV dan tingkat antibodi yang diinduksi oleh vaksinasi luar biasa, dalam beberapa kasus bertahan lebih lama dari 50 tahun. Namun, hanya ~50% individu yang divaksinasi pada >20 tahun setelah vaksinasi memiliki titer antibodi penetral lebih besar dari 1:32, korelasi perlindungan yang disarankan untuk memberikan kekebalan protektif terhadap cacar. Kemungkinan kekebalan perlindungan silang terhadap cacar monyet mungkin juga berkurang seiring waktu.

Empat belas protein MPXV telah terbukti dikenali oleh imunoglobulin yang diinduksi VACV lintas-reaktif dari vaksin manusia. Tiga protein khususnya — MPXV (Zaire-1979_005) protein D8, H3 dan A26 — ditargetkan dengan menetralkan antibodi terhadap MPXV pada kera yang terinfeksi. Dalam VACV, protein ortolog D8 dan H3 terlibat dalam perlekatan virion22 matang, sedangkan A26 bergabung dengan A27 untuk mengikat laminin permukaan. Protein MPXV (Zaire-1979_005) C19, A33 dan A44 juga merupakan antigen utama untuk IgM yang diisolasi dari kera yang terinfeksi MPXV selama fase infeksi akut — protein ini dapat dikembangkan lebih lanjut sebagai alat diagnostik serologis berbasis antigen. Dalam penelitian lain, pengobatan profilaksis dengan campuran dua mAbs — c7D11 dan c8A — berhasil melindungi marmoset dari infeksi MPXV yang mematikan. C7D dan c8A masing-masing menargetkan protein VACV L1 dan B5, dan baru-baru ini diformulasikan sebagai vaksin mRNA potensial yang dikemas dalam nanopartikel lipid. Gilchuk dkk. menunjukkan bahwa campuran mAb turunan manusia yang menargetkan protein VACV D8, H3, A33, A27, B5 dan L1 secara efektif menetralkan silang empat orthopoxvirus yang relevan secara klinis, termasuk MPXV dan VARV hidup. Namun, terlepas dari pengetahuan tentang protein MPXV yang dikenali oleh antibodi penetralisir, epitop spesifik MPXV (baik konformasi maupun linier) belum dikarakterisasi secara ekstensif.

Komposisi isotipe dari respons anti-MPXV dapat memberikan petunjuk penting untuk kekebalan dan perlindungan yang sudah ada sebelumnya, karena antibodi IgM biasanya mendominasi dalam respons imun primer, sedangkan antibodi IgG mendominasi dalam respons imun sekunder. Dalam kohort 200 pasien yang terinfeksi MPXV yang direkrut antara Maret 2007 dan Agustus 2011 di DRC, individu dengan respons IgM dan IgG 09 kali lebih mungkin mengembangkan lesi parah dibandingkan dengan individu yang hanya memiliki respons IgG. Demikian pula, dalam kohort individu yang terinfeksi dari wabah MPXV 2003 di Amerika Serikat, pasien dengan penyakit sedang/berat memiliki titer anti-orthopoxvirus IgM109 secara keseluruhan lebih tinggi dibandingkan dengan mereka yang memiliki penyakit ringan, dan respons IgG anti-orthopoxvirus jauh berkurang. dan lebih jarang pada pasien dengan penyakit sedang/berat. Adalah masuk akal bahwa respons hanya IgG mencerminkan tingkat yang kuat dari sel B memori IgG+ pelindung silang yang menghasilkan respons antibodi sekunder yang dominan, sedangkan kurangnya memori tersebut memerlukan respons primer yang didominasi IgM yang kurang efektif dalam mencegah penyakit. Dengan demikian, respons IgM dapat menjadi biomarker untuk tingkat keparahan penyakit. Ini juga menekankan kebutuhan kritis dan mendesak untuk secara ekstensif mengkarakterisasi profil antibodi pasien dengan MPXV dalam kohort yang berbeda. Demikian juga, korelasi perlindungan vaksin VACV harus ditentukan untuk menjelaskan mengapa pasien yang divaksinasi tertentu mengalami infeksi terobosan.

T cell immunity

Sel T CD4+, khususnya sel T folikular helper, berperan dalam meningkatkan memory dan diferensiasi sel B memori menjadi sel yang mensekresi antibodi. Sel T CD4+ memori ditemukan bertahan hingga 50 tahun atau lebih setelah vaksin VACV, dengan perkiraan waktu paruh 8-15 tahun. Sel T CD4+ spesifik VACV ini mampu memproduksi IFNγ dan TNF setelah stimulasi. Namun, tidak ada korelasi langsung yang dilaporkan antara jumlah sel T CD4+ spesifik virus dan titer antibodi anti-VACV. Sebaliknya, jumlah sel T CD4+ terbukti sangat penting dalam menginduksi respon antibodi protektif terhadap infeksi MPXV yang mematikan pada kera rhesus yang divaksinasi VACV. Kera yang terinfeksi virus simian immunodeficiency (SIV) dengan jumlah CD4+ T <300 cells mm–3 tidak mampu menghasilkan IgG spesifik VACV setelah vaksinasi dan mati ketika ditantang dengan MPXV. Pengamatan ini menjadi perhatian yang tinggi baik untuk orang yang divaksinasi VACV dan tidak divaksinasi dengan infeksi HIV-1 yang tidak terkontrol, karena jumlah sel T CD4+ mereka biasanya sangat rendah. Oleh karena itu, kelompok individu ini berisiko tinggi terkena infeksi MPXV parah jika terpapar. Mereka mungkin juga mengalami patologi yang lebih rumit dan memberi virus kesempatan untuk memperoleh mutasi yang menghasilkan virulensi atau potensi penularan yang lebih tinggi. Sebaliknya, pasien baru-baru ini yang terinfeksi MPXV yang memakai ART untuk HIV-1 memiliki jumlah CD4+ T >700 sel mm-3 dan tidak mengalami hasil penyakit yang parah. Ini mungkin menunjukkan peran penting sel T CD4+ dalam mengatur keparahan cacar monyet. Namun demikian, penelitian lebih lanjut perlu dilakukan untuk memahami sepenuhnya peran sel T CD4+ selama infeksi MPXV.

Selain mendukung pengembangan antibodi, sel T dapat memainkan peran antivirus langsung. Mengingat bahwa orthopoxviruses, termasuk MPXV, menginfeksi dan menyebar di makrofag, sel T sitolitik dapat berperan dalam membunuh makrofag yang terinfeksi untuk mencegah penyebaran virus. Sel T CD8+ telah terbukti membasmi monosit yang terinfeksi virus dan meminimalkan penyebaran virus pada model tikus dari infeksi VACV. Faktanya, aktivasi sel T CD8+ sebagai respons terhadap infeksi VACV telah terbukti bergantung pada sel T, yang menghadirkan peptida VACV melalui molekul MHC kelas I. Selain itu, sel T juga meningkatkan regulasi molekul kostimulator CD80 dan CD86 dan mensekresi IL-1 dan IFNα untuk aktivasi sel T CD8+. Dalam model tikus dengan infeksi pernapasan VACV, sekresi IFNγ oleh sel T CD8+ efektor teraktivasi primer ditunjukkan untuk melindungi terhadap kematian. Memang, IFNγ yang diturunkan dari sel CD8+ cukup untuk perlindungan bahkan tanpa adanya sel T CD4+ dan sel B, menyoroti kemungkinan bahwa sel T CD8+ juga memberikan perlindungan terhadap infeksi dengan virus orthopox lainnya. Demikian juga, sel T CD8+ memori, yang diinduksi setelah imunisasi VACV, juga ditunjukkan untuk melindungi terhadap infeksi ECTV yang mematikan pada tikus. Sel T CD8+ memori ini menjalankan efek perlindungannya melalui kombinasi sekresi IFNγ dan perforin, dan bekerja secara bersamaan dengan sel T CD8+ efektor primer untuk mencapai perlindungan optimal. Pada manusia, vaksin cacar standar yang diberikan melalui skarifikasi juga mampu menginduksi sel T CD8+ sitotoksik primer dan sel T penghasil IFNγ. Pengamatan ini didukung oleh penelitian lain, di mana peserta menerima vaksin cacar vaccinia hidup (Dryvax). Tingkat tinggi sel T CD8+ dan CD4+ yang memproduksi IFNγ terdeteksi setelah imunisasi. Pada manusia yang terinfeksi VACV, sel T CD4+ teraktivasi ditunjukkan untuk meningkatkan regulasi gen yang terkait dengan aktivitas sitolitik. Menariknya, sel T CD4+ sitolitik terbatas kelas II MHC juga telah dilaporkan pada individu yang diimunisasi dengan VACV. Sel-sel ini dapat bertanggung jawab untuk pembersihan virus dalam vaksin dengan respons sel T CD8+ memori yang berkurang atau hilang. Dalam model percobaan cacar tikus, sel T CD4+ sitolitik yang bergantung pada perforin telah dilaporkan. Secara bersama-sama, pengamatan ini menyoroti pentingnya limfosit T dalam mengendalikan infeksi orthopoxviral.

Di seluruh proteom orthopoxvirus, banyak epitop sel T CD4+ dan CD8+ telah diidentifikasi pada manusia, tikus, dan NHPs. Banyak yang dilestarikan di antara orthopoxvirus utama dan mengikat molekul MHC kelas I dan kelas II manusia. Secara khusus, sel T CD8+ spesifik untuk dua epitop yang diidentifikasi (GRVFDKADGKSKRDA kelas II terbatas MHC dan NPVTVINEY terbatas kelas I MHC) dalam protein E3 awal langsung dari VACV mampu membunuh sel yang terinfeksi dan menghentikan penyebaran VACV. Kedua epitop dilestarikan dalam homolog MPXV, yang dikodekan oleh gen MPXV F3L. Sebuah studi sebelumnya menunjukkan bahwa VACV yang kehilangan protein E3 tidak melindungi kera cynomolgus dari infeksi MPXV berikutnya. Karena protein E3 terdeteksi dalam waktu 30 menit dari infeksi VACV, protein itu harus segera diproses dan disajikan oleh sel yang terinfeksi, memungkinkan lisis yang dimediasi sel T pada tahap infeksi awal sebelum produksi dan pelepasan virion. Sifat-sifat ini menjadikan E3 kandidat yang sangat baik untuk desain vaksin masa depan yang menargetkan semua virus orthopox utama.

Terlepas dari pentingnya potensi sel T dalam perlindungan penyakit, vaksinasi cacar tidak selalu memberikan kekebalan yang diperantarai sel T yang kuat terhadap MPXV. Dalam dua dari lima individu yang divaksinasi yang kemudian mengontrak MPXV, sel T CD4+ dan CD8+ spesifik orthopoxvirus tidak terdeteksi selama masa pemulihan. Lebih lanjut, tingkat reaktivitas sel T CD4+ spesifik orthopoxvirus yang serupa diamati pada pasien yang divaksinasi dan tidak divaksinasi, dan respons sel T CD8+ spesifik orthopoxvirus sebenarnya lebih tinggi pada pasien yang tidak divaksinasi. Hubungan antara respon sel T CD4+ dan CD8+ dengan tingkat keparahan infeksi MPXV tetap tidak meyakinkan dalam penelitian pada manusia.

MPXV Immune Evasion

Orthopoxvirus memiliki gudang gen yang mengkode protein yang mengganggu jalur sinyal sel inang yang terlibat dalam pengenalan virus, apoptosis dan regulasi imun. Di sini, kami membahas beberapa mekanisme penghindaran yang digunakan oleh MPXV selama infeksi aktif. Untuk tinjauan lebih mendalam tentang strategi penghindaran kekebalan orthopoxvirus.

Gambar. Virus cacar monyet (MPXV) diketahui mengkode banyak protein virus yang terlibat dalam menghindari kekebalan inang. Ini dapat terlibat dalam mengganggu kaskade pensinyalan reseptor pengenalan patogen, mengganggu faktor transkripsi kunci untuk ekspresi gen inflamasi, seperti interferon regulatory factor 3 (IRF3) dan NF-κB. MPXV juga dapat mengganggu pensinyalan interferon dengan memblokir pengikatan IFNα/β atau menekan produksi IFNα/β dan dengan memblokir jalur yang dimediasi protein kinase R (PKR). Selain itu, MPXV mengeluarkan protein yang dapat menargetkan molekul inflamasi kunci seperti TNF, IFNγ, IL-1β, IL-18 dan IL-6. Selain itu, MPXV dapat mencegah apoptosis pada sel yang terinfeksi dengan mengekspresikan banyak protein virus yang menargetkan jalur apoptosis. Strain MPXV Zaire Afrika Tengah juga mengekspresikan D yang menghalangi aktivasi kaskade komplemen. Namun, protein virus ini tidak diekspresikan dalam galur MPXV Afrika Barat. Terakhir, MPXV juga dapat menurunkan regulasi aktivitas sel pembunuh alami dan sel T dengan mengganggu proses aktivasinya. PRR, reseptor pengenalan pola.

Mencegah pensinyalan seluler

Sel mamalia dapat mendeteksi adanya infeksi mikroba melalui pattern recognition receptors (PRR). Ini dapat memicu kaskade pensinyalan intraseluler yang melibatkan banyak kofaktor inang seperti MYD88, TRAM, TIRAP dan TRIF, yang akhirnya mengaktifkan faktor transkripsi imun penting seperti NF-κB dan interferon regulatory factors (IRF). Banyak protein orthopoxviral dapat menentang proses pensinyalan ini. Misalnya, genom VACV mengkodekan banyak protein B cell lymphoma 2 (BCL-2) yang menghambat aktivasi NF-κB dan IRF3 dengan berinteraksi dengan kofaktor yang direkrut setelah pengikatan PRR. Protein mirip BCL-2 umumnya disimpan di seluruh orthopoxvirus — A, B13, P1, C6 dan D11 adalah ortolog protein mirip BCL-2 di MPXV. VACV juga mengkodekan protein E3, yang mengikat double-stranded RNA (dsRNA) yang diproduksi di akhir siklus replikasinya, dan mencegah dsRNA dideteksi oleh PRRs intraseluler pejamu. Hal ini menyebabkan penghambatan lengkap jalur yang dimediasi protein kinase R (PKR), yang sebaliknya dapat memblokir sintesis protein dengan memfosforilasi subunit eukaryotic translation initiation factor subunit 2α (eIF2α) Protein F3 MPXV adalah homolog dari protein VACV E3 dengan pemotongan 37 asam amino pada terminal amino. Tidak seperti VACV rekombinan yang sama (VACVΔ37N), MPXV masih dapat menghambat respons imun inang130. Menariknya, VACV rekombinan lain yang mengekspresikan gen MPVX F3L (VACV-F3L) tidak menghambat aktivasi PKR inang, menunjukkan bahwa MPXV telah berevolusi untuk mengkodekan protein yang belum ditemukan yang mengkompensasi asam amino terminal-N yang hilang dari F3 dalam membatasi aktivitas antivirus inang

Salah satu faktor transkripsi terpenting di hilir pengikatan PRR adalah IRF3, yang mengontrol ekspresi molekul antivirus penting IFNα dan IFNβ. Protein VACV B secara langsung berinteraksi dengan interferon terlarut dan menghambat ikatannya dengan reseptor. Meskipun penghapusan gen B19R di VACV tidak mempengaruhi virulensinya, penghapusan B19 di ECTV sangat melemahkan kemampuannya untuk membangun infeksi. Ortolog B16 MPXV dapat menghambat pensinyalan IFNβ. Menariknya, respons interferon diketahui lebih kuat pada anak-anak dan telah terbukti melindungi terhadap infeksi SARS-CoV-2 dan RSV yang parah, tetapi kebalikannya diamati pada anak-anak yang terinfeksi MPXV. Ini menekankan kebutuhan untuk lebih memahami interaksi host-patogen dan lebih lanjut mengkarakterisasi mekanisme patogenesis MPXV.

Aktivasi NF-κB dikendalikan oleh protein dari keluarga IκB, yang mengandung pengulangan ankyrin. NF-κB terdiri dari dua subunit (p65/p50), dan dalam bentuk tidak aktifnya, subunit p65 terikat oleh protein penghambat IκBα (yang mengandung enam pengulangan ankyrin). Selama aktivasi NF-κB, IκBα difosforilasi oleh IκBα kinase (IKK), diikuti oleh ubiquitinasi dan degradasi berikutnya. Untuk mencegah aktivasi NF-κB, orthopoxvirus mengekspresikan protein seperti ankyrin yang bersaing dengan IκBα untuk fosforilasi oleh IKK. Delapan gen seperti ankyrin (J3L, D1L, D7L, D9L, O1L, C1L, B5R, B17R, N4R dan J1R) dikodekan oleh genom MPXV — J3L dan J1R serta D1L dan N4R diduplikasi ORF di kiri dan kanan terbalik terminal berulang dalam genom virus.

Regulasi apoptosis

Mekanisme lain dari penghindaran imun orthopoxvirus melibatkan pengaturan apoptosis. Protein mirip BCL-2 yang dikodekan oleh orthopoxvirus dapat mengganggu regulasi jalur apoptosis intrinsik yang dimediasi BCL-2. Sejumlah inhibitor protease serin berkode orthopoxvirus (SPI; serpins) juga telah dilaporkan, seperti CrmA pada virus cacar sapi (CPXV; homolognya SPI-2 (B13) dalam VACV dianggap sebagai penghambat apoptosis yang paling kuat dari virus. CrmA mengganggu granzyme B, yang disekresikan oleh sel T sitotoksik untuk memulai kematian sel pada sel target yang terinfeksi virus. Ini juga menghambat caspase 1 dan caspase 8, sehingga mengganggu jalur pyroptotic atau apoptosis masing-masing. Dalam MPXV, ortolog SPI-2 dikodekan oleh gen B12R.

Ortolog TNFR juga biasa digunakan oleh virus orthopox untuk mengganggu inflamasi inang dan kejadian apoptosis. TNFR virus umpan, yang tidak memiliki domain pensinyalan, disekresikan dan bersaing untuk pengikatan TNF. Lima TNFR virus orthopoxviral — CrmB, CrmC, CrmD, CrmE dan vCD — telah diidentifikasi. Genom MPXV hanya mengkodekan CrmB, yang dilaporkan berikatan dengan TNF dan TNFβ berdasarkan penyelidikan yang dilakukan dengan CPXV CrmB. Menariknya, CrmB dari VARV sangat kuat dan menunjukkan afinitas untuk TNF yang lebih kuat daripada etanercept, penghambat kompetitif TNF yang tersedia secara komersial.

Antagonisme Mediator Imun

Orthopoxviruses juga menghindari respon imun inang dengan mensekresikan protein yang menentang fungsi kemokin IFNγ, CC dan CXC inang, IL-1β dan sistem komplemen. Menariknya, clade MPXV Afrika Barat tidak mengekspresikan protein modulasi komplemen, sedangkan strain Afrika Tengah mengkodekan monkeypox inhibitor of complement enzyme (MOPICE) dari gen D14L. Meskipun pemotongan di salah satu domain short consensus repeat (SCR), MOPICE menghambat aktivasi komplemen dengan mengikat C3 dan C5 convertases. Namun, penghapusan MOPICE tidak mempengaruhi virulensi MPXV pada kera rhesus yang terinfeksi dengan isolat Afrika Tengah, meskipun hal itu mengurangi respon imun adaptif.

Reduksi Aktivasi Seluler

Orthopoxviruses juga menghindari sitotoksisitas yang diperantarai sel T dan pembunuh alami. Sel T mengidentifikasi sel yang terinfeksi virus dengan mendeteksi peptida asing yang dimuat pada MHC kelas I yang diekspresikan di permukaan. Sementara itu, sel pembunuh alami terus-menerus mensurvei sel melalui NKG2D untuk mengetahui tidak adanya MHC kelas I, sehingga memastikan bahwa sistem MHC tidak terganggu. MPXV mengatasi sistem ini terlebih dahulu dengan mensekresi orthopoxvirus MHC class I-like protein (OMCP) yang dikode oleh gen N3R, yang menyerupai molekul MHC kelas I dan berikatan dengan NKG2D. Ini menekan lisis sel pembunuh alami yang bergantung pada NKG2D khas dari sel yang terinfeksi yang tidak mengekspresikan MHC kelas I. Penghindaran dari pengawasan sel pembunuh alami memungkinkan virus untuk mengurangi ekspresi MHC kelas I, sehingga mengurangi pengenalan sel T. Selain itu, CPXV juga mengekspresikan protein D10 dan B8 yang mengganggu pemuatan peptida dan perdagangan MHC kelas I dalam retikulum endoplasma. Dalam MPXV, gen B10R mengkodekan ortolog protein CPXV B8. Orthopoxviruses juga secara langsung memodulasi sel pembunuh alami dan sel T dengan cara parakrin. Misalnya, orthopoxvirus menghasilkan protein pengikat IL-18 yang selanjutnya memblokir aktivitas sitotoksik sel pembunuh alami. MPXV juga menekan imunitas yang diperantarai sel T dengan memicu keadaan tidak responsifnya sel T melalui mekanisme yang tidak bergantung pada MHC. Subversi dari respons sel T dapat menjelaskan mengapa sel T memori spesifik orthopoxvirus dalam NHP yang divaksinasi gagal melindungi terhadap infeksi MPXV yang mematikan tanpa adanya antibodi penetralisir.