PDGFRα-FCの標的変異誘発は、PDGF隔離を廃止しながらHCMV感染の効率的な阻害を可能にするアミノ酸修飾を特定します

血小板由来成長因子受容体アルファ（PDGFRα）は、ヒトサイトメガロウイルス（HCMV）の侵入受容体として機能し、可溶性PDGFRα-Fcは、約10 ng/mLの半軸有効濃度（EC50）でHCMVを中和することができます。これは、HCMVエントリ阻害剤PDGFRα-FcがPDGFRα（PDGFS）の生理学的リガンドに結合する可能性があるため、使用の可能性を示しています。したがって、HCMVの抑制性の可能性を失うことなく、PDGFRα-FCの変異またはその組み合わせによってPDGFシグナル伝達との干渉を防ぐことができるという仮説をテストしました。この目的のために、標的誘発性アプローチが選択されました。変異は、PDGF依存性シグナル伝達と同様にHCMV感染の阻害とPDGF-BBへの親和性の低下のために生化学的に生物学的アッセイで定量的にテストされ、HCMV阻害に対するPDGFRα-Fc選択性の定量化が促進されました。ILE 139のGluおよびTyr 206への突然変異は、PDGF-BBの親和性を大幅に減らし、したがってPDGF依存性シグナル伝達との干渉を低下させました。HCMV感染の阻害はあまり影響を受けなかったため、それぞれ因子4と8による選択性が増加しました。驚くべきことに、これらの変異の組み合わせは、PDGF-BBの結合に加法効果をもたらしましたが、HCMVの阻害ではなく、相乗的な260倍の選択性の増加をもたらしました。さらに、最近報告された突然変異であるVAL 242へのLYSが分析に含まれていました。この突然変異を伴うPDGFRα-Fcは、HCMVエントリのブロックに完全に効果的であり、PDGF-BBに対する親和性が大幅に減少しました。VAL 242をILE 139とGLUおよび/またはTYR 206に組み合わせて、検出を超えてPDGFリガンド結合をさらに減少させました。結論として、この標的変異誘発アプローチは、PDGF-BBへの干渉を防ぐが、HCMVの発生候補としてそのような変異体を適格にするHCMVの阻害を維持するPDGFRα-FCの変異の組み合わせを特定しました。

Platelet-derived growth factor receptor alpha (PDGFRα) serves as an entry receptor for the human cytomegalovirus (HCMV), and soluble PDGFRα-Fc can neutralize HCMV at a half-maximal effective concentration (EC50) of about 10 ng/ml. While this indicates a potential for usage as an HCMV entry inhibitor PDGFRα-Fc can also bind the physiological ligands of PDGFRα (PDGFs), which likely interferes with the respective signaling pathways and represents a potential source of side effects. Therefore, we tested the hypothesis that interference with PDGF signaling can be prevented by mutations in PDGFRα-Fc or combinations thereof, without losing the inhibitory potential for HCMV. To this aim, a targeted mutagenesis approach was chosen. The mutations were quantitatively tested in biological assays for interference with PDGF-dependent signaling as well as inhibition of HCMV infection and biochemically for reduced affinity to PDGF-BB, facilitating quantification of PDGFRα-Fc selectivity for HCMV inhibition. Mutation of Ile 139 to Glu and Tyr 206 to Ser strongly reduced the affinity for PDGF-BB and hence interference with PDGF-dependent signaling. Inhibition of HCMV infection was less affected, thus increasing the selectivity by factor 4 and 8, respectively. Surprisingly, the combination of these mutations had an additive effect on binding of PDGF-BB but not on inhibition of HCMV, resulting in a synergistic 260fold increase of selectivity. In addition, a recently reported mutation, Val 242 to Lys, was included in the analysis. PDGFRα-Fc with this mutation was fully effective at blocking HCMV entry and had a drastically reduced affinity for PDGF-BB. Combining Val 242 to Lys with Ile 139 to Glu and/or Tyr 206 to Ser further reduced PDGF ligand binding beyond detection. In conclusion, this targeted mutagenesis approach identified combinations of mutations in PDGFRα-Fc that prevent interference with PDGF-BB but maintain inhibition of HCMV, which qualifies such mutants as candidates for the development of HCMV entry inhibitors.