E3 Ubiquitin Ligase Smurf1 Regulates the Inflammatory Response in Macrophages and Attenuates Hepatic Damage during Betacoronavirus Infection
Luiz P. Souza-Costa,
Felipe R. S. Santos,
Jordane C. Pimenta,
Celso M. Queiroz-Junior,
Fernanda L. Tana,
Danielle C. Teixeira,
Manoela G. G. Couto,
Natalia F. M. Oliveira,
Rafaela D. Pereira,
Vinicius A. Beltrami,
Pedro A. C. Costa,
Larisse S. B. Lacerda,
Josiane T. Andrade-Chaves,
Pedro P. G. Guimarães,
Renato S. Aguiar,
Mauro M. Teixeira,
Vivian V. Costa,
Luis H. Franco
Affiliations
Luiz P. Souza-Costa
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Felipe R. S. Santos
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Jordane C. Pimenta
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Celso M. Queiroz-Junior
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Fernanda L. Tana
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Danielle C. Teixeira
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Manoela G. G. Couto
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Natalia F. M. Oliveira
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Rafaela D. Pereira
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Vinicius A. Beltrami
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Pedro A. C. Costa
Departamento de Fisiologia e Biofísica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Larisse S. B. Lacerda
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Josiane T. Andrade-Chaves
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Pedro P. G. Guimarães
Departamento de Fisiologia e Biofísica, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Renato S. Aguiar
Departamento de Genética e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Mauro M. Teixeira
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Vivian V. Costa
Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
Luis H. Franco
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
The E3 ubiquitin ligase Smurf1 catalyzes the ubiquitination and proteasomal degradation of several protein substrates related to inflammatory responses and antiviral signaling. This study investigated the role of Smurf1 in modulating inflammation induced by Betacoronavirus infection. Bone marrow-derived macrophages (BMDMs) from C57BL/6 (wild-type) or Smurf1-deficient (Smurf1−/−) mice were infected with MHV-A59 to evaluate the inflammatory response in vitro. Smurf1 was found to be required to downregulate the macrophage production of pro-inflammatory mediators, including TNF, and CXCL1; to control viral release from infected cells; and to increase cell viability. To assess the impact of Smurf 1 in vivo, we evaluated the infection of mice with MHV-A59 through the intranasal route. Smurf1−/− mice infected with a lethal inoculum of MHV-A59 succumbed earlier to infection. Intranasal inoculation with a 10-fold lower dose of MHV-A59 resulted in hematological parameter alterations in Smurf1−/− mice suggestive of exacerbated systemic inflammation. In the lung parenchyma, Smurf1 expression was essential to promote viral clearance, downregulating IFN-β mRNA and controlling the inflammatory profile of macrophages and neutrophils. Conversely, Smurf1 did not affect IFN-β mRNA regulation in the liver, but it was required to increase TNF and iNOS expression in neutrophils and decrease TNF expression in macrophages. In addition, Smurf1−/− mice exhibited augmented liver injuries, accompanied by high serum levels of alanine aminotransferase (ALT). These findings suggest that Smurf1 plays a critical role in regulating the inflammatory response in macrophages and attenuating systemic inflammation during Betacoronavirus infection.