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Mutations in COPA lead to abnormal trafficking of STING to the Golgi and interferon signaling

Authors :
Nicolas Manel
Siham Boulisfane-El Khalifi
Mary Brennan
Darragh Duffy
Nadia Nathan
Serge Amselem
Kathryn J. McKenzie
Maria José Martin-Niclos
Jonny Hertzog
Carolina Uggenti
Marie Legendre
Stéphanie Chhun
Caroline Thumerelle
Luis Seabra
Marie-Louise Frémond
Vincent Bondet
Bénédicte Neven
Joseph A. Marsh
Marie Wislez
Catherine McDougall
Marine Depp
Jan Rehwinkel
Gillian I. Rice
Aurore Coulomb L'Hermine
Yanick J. Crow
Lucienne Chatenoud
Melvin Le Bihan
Thierry Jo Molina
Karen J. Mackenzie
Alice Lepelley
Edwin Carter
Jonathan Marey
Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)
Immunité et cancer (U932)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Curie [Paris]
MRC Institute of Genetics and Molecular Medicine [Edinburgh] (IGMM)
University of Edinburgh-Medical Research Council
Manchester Academic Health Science Centre (MAHSC)
University of Manchester [Manchester]
Immunobiologie des Cellules dendritiques
Institut Pasteur [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Radcliffe Department of Medicine [Oxford]
University of Oxford [Oxford]
Physiopathologie des maladies génétiques d'expression pédiatrique (UMRS_933)
Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
CHU Trousseau [APHP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)
Royal Hospital for Sick Children [Edinburgh]
Institut Necker Enfants-Malades (INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151))
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Service de pathologie [CHU Trousseau]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Sorbonne Université (SU)
Service de pneumologie [CHU Cochin]
Hôpital Cochin [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Royal Infirmary of Edinburgh
Département de Pathologie [CHU Necker]
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP]
Service d'immuno-hématologie pédiatrique [CHU Necker]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138))
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université de Paris (UP)
M.-L. Frémond received a grant from the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (000427993) and acknowledges La Fondation Square. Y.J. Crow acknowledges the European Research Council (GA309449 and 786142-E-T1IFNs), and a state subsidy managed by the Agence Nationale de la Recherche under the 'Investments for the Future' program (ANR-10-IAHU-01). Y.J. Crow and D. Duffy acknowledge the Agence Nationale de la Recherche (grant CE17001002). J.A. Marsh is supported by a Medical Research Council Career Development Award (MR/M02122X/1) and is a Lister Institute of Preventive Medicine Research Prize Fellow. N. Manel was supported by LABEX DCBIOL (ANR-10-IDEX-0001-02 PSL* and ANR-11-LABX-0043), ANR-17-CE15-0025-01, ANR-18-CE92-0022-01, Fondation BMS, Agence Nationale de Recherches sur le Sida et les Hépatites Virales (ECTZ71745), Sidaction (VIH2016126002), and Ile-de-France Emergence. M. Le Bihan received a doctoral fellowship from Ile-de-France ARDoc. The project was supported by MSDAVENIR (Devo-Decode Project).
We thank Immunoqure AG for provision of antibodies for the Simoa assay.
ANR-10-IAHU-0001,Imagine,Institut Hospitalo-Universitaire Imagine(2010)
ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010)
ANR-17-CE15-0025,STINGCHECK,Mécanismes des points de contrôle du senseur de l'immunité innée STING(2017)
ANR-18-CE92-0022,cGAS-Vac,Analyses fonctionnelles de la voie cGAS/STING au cours d'infections bactériennes et infections virales et implications pour le développement de vaccins innovants(2018)
European Project: 309449,EC:FP7:ERC,ERC-2012-StG_20111109,T1-IFN(2013)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)
Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
University of Oxford
Maladies génétiques d'expression pédiatrique (U933)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Trousseau [APHP]
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris Cité (UPCité)
Maladies génétiques d'expression pédiatrique [CHU Trousseau] (Inserm U933)
UF de Génétique moléculaire [CHU Trousseau]
Service de Pneumologie pédiatrique [CHU Trousseau]
Vougny, Marie-Christine
Instituts Hospitalo-Universitaires - Institut Hospitalo-Universitaire Imagine - - Imagine2010 - ANR-10-IAHU-0001 - IAHU - VALID
Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID
Mécanismes des points de contrôle du senseur de l'immunité innée STING - - STINGCHECK2017 - ANR-17-CE15-0025 - AAPG2017 - VALID
APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Analyses fonctionnelles de la voie cGAS/STING au cours d'infections bactériennes et infections virales et implications pour le développement de vaccins innovants - - cGAS-Vac2018 - ANR-18-CE92-0022 - AAPG2018 - VALID
Definition and characterization of type I interferonopathies - T1-IFN - - EC:FP7:ERC2013-03-01 - 2018-02-28 - 309449 - VALID
Source :
Journal of Experimental Medicine, Journal of Experimental Medicine, Rockefeller University Press, 2020, 217 (11), pp.e20200600. ⟨10.1084/jem.20200600⟩, Journal of Experimental Medicine, 2020, 217 (11), pp.e20200600. ⟨10.1084/jem.20200600⟩, Lepelley, A, Martin-niclós, M J, Le Bihan, M, Marsh, J A, Uggenti, C, Rice, G I, Bondet, V, Duffy, D, Hertzog, J, Rehwinkel, J, Amselem, S, Boulisfane-el Khalifi, S, Brennan, M, Carter, E, Chatenoud, L, Chhun, S, Coulomb L’hermine, A, Depp, M, Legendre, M, Mackenzie, K J, Marey, J, Mcdougall, C, Mckenzie, K J, Molina, T J, Neven, B, Seabra, L, Thumerelle, C, Wislez, M, Nathan, N, Manel, N, Crow, Y J & Frémond, M 2020, ' Mutations in COPA lead to abnormal trafficking of STING to the Golgi and interferon signaling ', Journal of Experimental Medicine, vol. 217, no. 11 . https://doi.org/10.1084/jem.20200600, Lepelley, A, Martin-Niclos, M J, Le Bihan, M, Marsh, J A, Uggenti, C, Rice, G I, Bondet, V, Duffy, D, Hertzog, J, Rehwinkel, J, Amselem, S, Boulisfane-El Khalifi, S, Brennan, M, Carter, E, Chatenoud, L, Chhun, S, l'Hermine, A C, Depp, M, Legendre, M, Mackenzie, K J, Marey, J, McDougall, C, McKenzie, K J, Molina, T J, Neven, B, Seabra, L, Thumerelle, C, Wislez, M, Nathan, N, Manel, N, Crow, Y J & Fremond, M-L 2020, ' Mutations in COPA lead to abnormal trafficking of STING to the Golgi and interferon signaling ', Journal of Experimental Medicine, vol. 217, no. 11 . https://doi.org/10.1084/jem.20200600
Publication Year :
2020
Publisher :
Rockefeller University Press, 2020.

Abstract

International audience; Heterozygous missense mutations in coatomer protein subunit α, COPA, cause a syndrome overlapping clinically with type I IFN-mediated disease due to gain-of-function in STING, a key adaptor of IFN signaling. Recently, increased levels of IFN-stimulated genes (ISGs) were described in COPA syndrome. However, the link between COPA mutations and IFN signaling is unknown. We observed elevated levels of ISGs and IFN-α in blood of symptomatic COPA patients. In vitro, both overexpression of mutant COPA and silencing of COPA induced STING-dependent IFN signaling. We detected an interaction between COPA and STING, and mutant COPA was associated with an accumulation of ER-resident STING at the Golgi. Given the known role of the coatomer protein complex I, we speculate that loss of COPA function leads to enhanced type I IFN signaling due to a failure of Golgi-to-ER STING retrieval. These data highlight the importance of the ER-Golgi axis in the control of autoinflammation and inform therapeutic strategies in COPA syndrome.

Details

ISSN :
15409538 and 00221007
Volume :
217
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Experimental Medicine
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1dba035d6aa9a2174cb639079af85e72